Mesurer la température d'une loco en circulation

Dans le post de mon fil sur le réseau en construction Hieronymus-Station ( https://le-forum-du-n.1fr1.net/t30243p125-module-t-trak-quadruple-hieronymus-station-jicebe#p615274) j'ai évoqué la possibilité de mettre un système de sécurité mesurant la température des locomotives de passage, et déclenchant une alarme si cette température dépasse une valeur inquiétante, et déclenchant en plus une coupure totale des courants de traction.
Cela nécessite donc un instrument capable de mesurer le dessous d'une locomotive en circulation. Mais avec quoi ? Un thermomètre ?

Comment fonctionne un thermomètre ?

En fait, tous les thermomètres, qu'ils utilisent un liquide (mercure, alcool coloré,...), un solide (bilame,...) ou électrique/électronique (thermistance,...) , ne mesurent et n'indiquent que leur propre température.
Pour connaître la température d'un gaz ou d'un liquide, il faut plonger le thermomètre dedans.
Pour connaitre la température d'un solide, il faut plaquer le thermomètre contre, ou, en cas de viande morte en cours de cuisson, le piquer dans la viande. Pour de la "viande vivante" non en cours de cuisson, il faut enfoncer ce thermomètre dans un orifice non-buccal.
Ensuite, dans tous les cas, il faut maintenir ce contact "un certain temps", de façon à ce que le plus chaud des deux cède suffisamment de chaleur à l'autre pour que les deux températures s'égalisent.

Ceci est évidement impossible pour une locomotive en déplacement : pas de contact direct loco-thermomètre, et pas de possibilité d'attente d'une égalisation des températures...

Mais il existe une méthode complètement différente, utilisée avec satisfaction depuis des décennies : le spectrophotomètre, a ne pas confondre avec le spectromètre de masse bien connu des amateurs de séries policières "expertes".
Le spectrophotomètre est basé sur un principe physique simple : tout corps, quel qu’il soit, à une température supérieure au zéro absolu (soit 0 Kelvin, ou -273,15 °C), émet de la lumière depuis le l'infrarouge lointain jusqu'à une certaine limite dépendant uniquement de la température de ce corps.

Citation :

Ami lecteur, bonne nouvelle :
Vous êtes particulièrement brillant !

Les étoiles émettent jusqu'à l'ultraviolet et plus.
Le filament d'une ampoule émet jusque dans le spectre visible (rouge...violet).
Le corps humain, et tout ce qui est dans la gamme des 0..100°C émet jusqu'au proche infrarouge, que l’œil humain ne peut voir.

Citation :

Ami lecteur, mauvaise nouvelle :
Vous n'êtes brillant que dans l'infrarouge !

Pour connaître la température d'un objet, il suffit donc d'observer la lumière qu'il émet, d'en obtenir le spectre, et de regarder à quelle longueur d'onde/fréquence il s'arrête. Cette valeur limite donne directement la température de l'objet.
La mesure est quasiment instantanée, et il n'est pas nécessaire que l'objet et le capteur se touchent : une distance entre eux jusqu'à quelques millions d'années lumière est possible, ce qui nous donne une certaine marge...

Il existe donc des capteurs adaptés à nos locomotives, à placer sous la voie, entre les rails.

J'ai acheté celui-ci :


Il s'agit d'une platine toute prête (sans soudure) prête à brancher, sur une platine aux normes Grove.
Le connecteur blanc (sur le dessus de la platine, donne une idée de sa taille, sachant que connecteur, aux normes GRove, dispose de quatre contacts au pas de 2 mm.

A suivre

Bonjour Jean Claude, on attend la suite!
Amicalement
Jean Marie

temps de réaction ? Ou dit autrement : faut-il arrêter la machine dessus ou passer suffit ?

Jmarc69
N'iste qui bouge, mais qui ne va pas à la vitesse d'un TGV

Bonjour Jicébé

On regardant attentivement les photos de ton capteur je lis:"barometer sensor".

A priori cette photo est celle d'un capteur de pression et non de température. 

 Es tu sûr de nous avoir mis la bonne photo?

La doc dit aussi qu'il mesure la température ambiante du capteur.
Semble très loin d'un spectrophotomètre

Jicébé, à juste titre, parlait d'un capteur infrarouge numérique qui est plus adapté aux objets en mouvement du fait d'une lecture plus rapide.

Seule l'expérimentation du capteur permettra de savoir s'il convient. 

Pour ma part j'ai testé de nombreux capteurs IR pour détecter la présence d'un train en étant persuadé qu'ils allaient convenir... 
Car si sur le papier tout fonctionnait, la mise en situation me prouvait le contraire.

Soyons optimistes et attendons les résultats que nous fournira Jicébé car son idée est intéressante.

Fantasio a écrit:

Seule l'expérimentation du capteur permettra de savoir s'il convient. 

Pour ma part j'ai testé de nombreux capteurs IR pour détecter la présence d'un train en étant persuadé qu'ils allaient convenir... 
Car si sur le papier tout fonctionnait, la mise en situation me prouvait le contraire.

Soyons optimistes et attendons les résultats que nous fournira Jicébé car son idée est intéressante.

Tu comptais détecter la chaleur de la loco en tout ou rien, ou jouer de la fourchette optique avec une diode émettrice d'infrarouge en plus du capteur ?

Bonsoir CleoN

Je n'utilise les composants IR qu’uniquement pour la détection des passages de trains. cela me permet par exemple de déclencher des animations diverses. Au début j'ai essayé les capteurs à réflexion insérés dans la voie. Les résultats n'étaient pas bons ou bien il aurait fallu peindre en blanc le dessous des matériels roulants. 
La meilleure solution et la plus économique  est d'utiliser le principe de la coupure de faisceau en modifiant légèrement ce capteur:
 

Bonsoir.
Suite à vos questions, quelques remarques importantes.
Tout d'abord, rien ne ressemble plus à un capteur infrarouge type "spectrophotomètre" soudé sur un module Grove qu'un capteur de chaleur type "thermistance" fixé sur un autre module Grove.
Mais pour le premier, mesure quasi instantanée sans contact direct avec l'objet dont on veut connaître la température, alors que pour l'autre, il faut arrêter la loco, plaquer le détecteur contre elle et attendre ...

Fernand Raynaud a écrit:

un certain temps  

A proscrire pour cet usage !
Il faut donc bien lire les petites lignes de la notice avant d'acheter ou commander ce genre de capteur : le présence du mot thermistance, entre autres, doit provoquer immédiatement le rejet du capteur.

Fantasio a écrit:

Bonsoir CleoN

Je n'utilise les composants IR qu’uniquement pour la détection des passages de trains. cela me permet par exemple de déclencher des animations diverses. Au début j'ai essayé les capteurs à réflexion insérés dans la voie. Les résultats n'étaient pas bons ou bien il aurait fallu peindre en blanc le dessous des matériels roulants.
La meilleure solution et la plus économique  est d'utiliser le principe de la coupure de faisceau

Attention, tu confonds deux systèmes qui n'ont rien à voir, et sont conçus pour deux tâches différentes.
Le faisceau infrarouge à couper est le meilleur système pour permettre à une rame de s'arrêter avec la tête de la rame à un endroit précis, sans nécessiter de modifier cette rame, et ce quelque soit la configuration de la rame.
Il utilise pour cela une source de lumière infrarouge indépendante (en principe une LED IR) et un récepteur photodiode ou photorésistance, dirigé vers cette source. Le système agit quand (et seulement quand...) le faisceau est coupé.
Ici, c'est le contraire : il n'y a pas de source de lumière infrarouge auxiliaire, c'est le châssis de la locomotive qui va fournir cette lumière.
Quand au récepteur, il est bien plus complexe : il doit d'abord décomposer la lumière infrarouge reçu pour en faire le spectre, exactement comme les gouttes de pluies peuvent former dans le ciel le spectre de la lumière du Soleil (spectre plus connu sous le nom d'arc-en-ciel), puis regarder à quelle longueur d'onde/fréquence s'arrête le spectre, et, de là, en déduire la température de la source infrarouge.

Fantasio a écrit:

Bonjour Jicébé

On regardant attentivement les photos de ton capteur je lis:"barometer sensor".

A priori cette photo est celle d'un capteur de pression et non de température.

Es tu sûr de nous avoir mis la bonne photo?

je suis très heureux d'avoir un lecteur qui lit même mes petites lignes !
Juste une petite rectification à ton post, il y a un mot de trois petites lettres en trop.
La bonne phrase est :

Citation :

A priori cette photo est celle d'un capteur de pression et non de température.

Cette platine Grove est en effet munie des deux capteurs : en plus de la température, il y a aussi un capteur de pression atmosphérique dont je n'ai pas d'usage, à moins de déclencher une alarme en cas de forte dépression atmosphérique pour prévenir qu'il est temps d'arrêter le réseau et d'aller se cacher sous la couette avec un(e) bon(ne)...thé/tisane/bière/cahors/...




La suite probablement dès demain.

Cette technologie est souvent utilisée dans l'industrie pour la maintenance préventive des installations électriques de puissance.
En effet, des connexions ou des matériels traversés par des courants de forte intensité peuvent avec le temps se dégrader et présenter une résistance de contact supérieure à la valeur maxi acceptable, s'échauffer anormalement, et provoquer un incendie.

Lors des opérations de maintenance, le technicien "balaye" l'installation avec un appareil qui mesure à distance la température des éléments grâce au rayonnement infrarouge émis. Pas besoin d'approcher le matériel, cette opération peut ainsi s'effectuer sous tension.

Jicébé a écrit:

..
Cette platine Grove est en effet munie des deux capteurs : en plus de la température, il y a aussi un capteur de pression atmosphérique dont je n'ai pas d'usage, à moins de déclencher une alarme en cas de forte dépression atmosphérique pour prévenir qu'il est temps d'arrêter le réseau et d'aller se cacher sous la couette avec un(e) bon(ne)...thé/tisane/bière/cahors/...

La platine de ta photo semble munie d'un seul élément "capteur": le BME 280. Ce dernier assure 3 fonctions: mesure d'humidité, de pression et de température ambiante. Sa spécification ne mentionne absolument pas la possibilité de mesurer à distance la température.
Peut être y a-t-il un autre élément capteur non visible sur la photo

Merci Jicébé pour ces précisions

J'attends avec impatience la suite!!

Gros problème :
Quand j'avais acheté mon détecteur de température, il y a déjà quelques années, j'avais soigneusement noté tous les liens vers les pages du site le décrivant.

Voulant me "remettre dans le bain", je suis donc allé consulter de nouveau ces pages, et là, horreur ! Elles retournent toutes une

Citation :

ERROR 404, page inexistante

.
Ce site n'existe plus, plus de téléchargement de la bibliothèque, plus de lignes de code utilisant ce capteur...
Et sans sa bibliothèque et les lignes de commande à utiliser, le module devient une pièce de musée, rayon antiquité.

Je suis donc à la recherche d'un autre modèle répondant impérativement au cahier des charges suivant :

• Utilise le système Infrarouge sans contact.
  
• Communique via le bus "I2C".
  
• Est monté sur un module aux normes "GROVE"
  
• Ne demande pas une grande quantité de mémoire.
  

Pour le moment, je n'ai trouvé que celui-ci, mais si vous en connaissez d'autres, je suis ouvert à toute proposition hônette, bine sûr... )

Capteur de température Grove 101020077 :

et la façon de le brancher sur l'arduino :


Description et prix (publicité entièrement gratuite) :
https://www.gotronic.fr/art-capteur-de-temperature-grove-101020077-23843.htm
Installation :
https://wiki.seeedstudio.com/Grove-Digital_Infrared_Temperature_Sensor/ (en anglais)

C'est pour vérifier que les loco n'ont pas le Covid19 ?

Bonjour Jicébé

Sur le site du constructeur Grove indiqué en 2ème lien j'ai récupéré la bibliothèque pour l'utilisation de ce capteur. 

Une fois installé dans l'IDE Arduino , dans les exemples on trouve le programme "singleDevice" qui permet d'afficher en continu sur l'ordinateur, la température ambiante et la température de l'objet.

En suivant bien les instructions du site vous devriez y arriver sans difficulté...(merci à la traduction automatique)

Tenez nous au courant...

Metienne78 a écrit:

C'est pour vérifier que les loco n'ont pas le Covid19 ?

C'est déjà fait!!

https://www.seeedstudio.com/blog/2020/03/03/make-a-coronavirus-detector-using-digital-infrared-temperature-sensor/

Jicébé a écrit:

..
Ce site n'existe plus, plus de téléchargement de la bibliothèque, plus de lignes de code utilisant ce capteur...
Et sans sa bibliothèque et les lignes de commande à utiliser, le module devient une pièce de musée, rayon antiquité.
...

Pas trop grave finalement car ce capteur mesure la température ambiante, ce qui n'est pas le but désiré.

Par contre celui indiqué plus bas est bien un thermomètre IR sans contact

Jicébé a écrit:

Gros problème :
Quand j'avais acheté mon détecteur de température, il y a déjà quelques années, j'avais soigneusement noté tous les liens vers les pages du site le décrivant.

Voulant me "remettre dans le bain", je suis donc allé consulter de nouveau ces pages, et là, horreur ! Elles retournent toutes une

Citation :

ERROR 404, page inexistante

.
Ce site n'existe plus, plus de téléchargement de la bibliothèque, plus de lignes de code utilisant ce capteur...
Et sans sa bibliothèque et les lignes de commande à utiliser, le module devient une pièce de musée, rayon antiquité.

Tu as regardé sur web.archive.org ?

Sauf erreur de ma part:

https://wiki.seeedstudio.com/Grove-Barometer_Sensor-BME280/

la bibliothèque se télécharge bien et on récupère en exemple le programme: bme280_example.

Cela correspond t il au premier capteur ?

Jean Claude, il te suffit d'ôter la platine électronique des locos et tu divise par 100 le risque de surchauffe......

Je viens de commander mes deux nouveaux capteurs, mais je ne pourrais les tester que lorsque

1. J'aurai pu revenir à Anvers
   
2. J'aurai pu assembler les plaques de bois qui m'y attendent.
   
3. J'aurai pu poser la voie dessus
   
4. J'aurai pu faire un câblage électrique provisoire.
   

Donc, avec un brin d'optimiste, pas avant fin juin si tout va bien.

J'en ferai un bilan sur le fil du réseau (https://le-forum-du-n.1fr1.net/t30243p125-module-t-trak-quadruple-hieronymus-station-jicebe), avec un lien depuis ce fil-ci pour vous prévenir.

En attendant, un peu de théorie simplifiée pour justifier mon cahier des charges pour ce module :
   

Citation :

Utilise le système Infrarouge sans contact.
   Communique via le bus "I2C".
   Est monté sur un module aux normes "GROVE"
   Ne demande pas une grande quantité de mémoire.

Question 1. Pourquoi le bus I2C ?

Ce bus a été créer pour permettre à un système informatique, (appelé "Le Maître"), (du gros PC "station de travail" au plus petit ("Arduino", et même plus petit qu'un Arduino) de dialoguer avec toute sorte de périphériques, (appelés "les esclaves"), du plus simple (bouton de sonnette, ampoule,...) au plus complexe, d'une façon simple à mettre en place.

Les esclaves communiquent avec le Maître par deux fils appelés "SDA" et "SLC". Pour s'identifier, ils possèdent chacun une adresse différent sur 7 bits. On dispose donc de 127 adresses différentes permettant de dialoguer avec le Maître, ce qui permet d'utiliser jusqu'à 127 périphériques (la 128ème adresse de valeur zéro, étant réservée au Maître, soit l'arduino dans notre cas)

Comme il faut relier tous les esclaves à la masse électrique du Maître, il faut rajouter un troisième fil de masse.
Comme il faut nourrir tous les esclaves (heu... les alimenter en énergie électrique...) il faut rajouter un quatrième fil, d'alimentation, qui fournira du 5 V= ou du 3,3 V= suivant les cas.

Problème pratique : 127 fils SDA à réunir sur le contact SDA de l'arduino, et 127 fils SCL sur son contact SLC sans aucun court-circuit entre deux contacts voisins peut relever de l'exploit.
C'est pour faciliter ce travail qu'a été créé le système "GROVE".


A suivre...

Fantasio a écrit:

la bibliothèque se télécharge bien et on récupère en exemple le programme: bme280_example.

Cela correspond t il au premier capteur ?

Je ne sais pas pourquoi, mais on dirait que Jicébé ne tient pas à faire l'essai.

Jicébé fait durer le suspens...

N'ayant jamais utiliser de composants I2C, je suis curieux de voir une mise en application de cette technologie...