Glow plug de sécurité avec Arduino

Un Baron 4 temps pour le plaisir… Moteur tête en bas comme recommandé. Aïe, problème pour brancher la batterie pour le glow plug ! Pas sécurisant du tout. Comment éviter de faire passer la main ou un doigt à proximité de l’hélice sans risque ? A force de chercher certains ont trouvé la solution : Le réchauffeur embarqué télécommandé par la télécommande. Et croyez-nous c’est utile aussi quand on est prêt au décollage et que le moteur s’étouffe… Pas besoin de courir pour une batterie de glow plug ou une caisse de terrain!

matériel nécessaire :

• un arduino pro-mini cadencé à 16MHz,
• un transistor MOSFET canal N IRLZ34 ou IRLZ44,
• une résistance de pull down entre la Gate et la Source du MOSFET de 470 Ohms
• une Led verte pour contrôle
• 2 éléments NiMH OU 1 élément type 18650
  

Utilisation du système :

Il est mis en service à partir d’un interrupteur de la radiocommande, on dispose de trois modes de fonctionnement : Rien, le démarrage et le réchauffage en vol. (Une fonction supplémentaire pour le réchauffage lors de la remise des gaz (reprise) est également prévue.)

Le programme dans l’Arduino pro-mini permet de commuter le réchauffage en fonction de la position de la manette des gaz.
Pour sélectionner le mode, j’ai utilisé un interrupteur à 3 positions. (Vous pourriez sans difficultés compléter votre programmation avec des annonces vocales et bloquer grâce aux fonctions logiques d’OpenTx par exemple).

fonctionnement du programme :

La calibration consiste à mémoriser les positions mini et maxi de la manette des gaz pour commander le réchauffage de la bougie aux bas régime (1/3 de la course par défaut) et couper le réchauffage aux régimes de moteur plus élevés.
La voie S-PORT sera utilisée à cet effet pour visualiser les valeurs accelMin et accelMax sur la radiocommande avant de reporter ces valeurs dans le programme.
A défaut on utilisera des valeurs de 1000 et 2000 et on vérifiera que le réchauffage se coupe vers les hauts régimes. Si le réchauffage fonctionne à l’inverse, c’est-à-dire seulement vers les hauts régimes, il faudra permuter les valeurs.

On dispose donc de 3 tensions différentes de bougie en fonction du mode :

• 1.1V pour le démarrage
• 0.8V pour le réchauffage en vol
• 0.8V pour la remise des gaz pendant 2 secondes.

Attention ! Les 1.2V d’origine ont été réduit à 1.1V pour les bougies N3 et N4 car leurs filaments très fragiles ne résistent pas… !

alimentation électrique du système :

L’alimentation de l’arduino s’effectue à partir du récepteur.
Le réchauffage de la bougie s’effectue avec 2 éléments NiMH montés en série (avec un MOSFET à faible rds « on » et à faible tension de seuil comme celui recommandé, un seul élément peut suffire, mais avec 2 éléments on dispose d’une autonomie plus importante).

Il ne faudra pas oublier de changer la valeur « tensionAlim » (la tension est générée par un signal PWM à 980 Hz) dans le programme, si vous souhaitez changer de tension.
Avec succès une LiPo 1S avec un accu 18650 (tensionAlim = 4.2 fonctionne). Quoiqu’il en soit une valeur de tension mal définie dans le programme entraînera la destruction de la bougie.

Il n’y a pas d’interrupteur sur le circuit électrique du réchauffage. La résistance de pull down bloque le transistor lorsque le récepteur et l’arduino sont éteints (le courant de fuite est de l’ordre de 1µA sous 2.4V pour l’IRLZ avec une simulation LT Spice).

mieux qu’un texte un schéma :

installation du système réchauffeur embarqué

Le code arduino étant commenté, il suffira de suivre les indications pour le paramétrage et le brochage de l’arduino.

Avant de monter l’ensemble dans l’avion, il est fortement conseillé de faire un essai avec une résistance de 1 ohm 4 watts (ou2x2 ohm en // de 2 watts) et la diode led verte en parallèle également.
Cela permet de régler les inversions de canaux pour avoir le fonctionnement souhaité.
Cela évitera aussi de griller des bougies pour une erreur de montage. La diode led verte a une tension de seuil de 3.5 volts environ au lieu des 2 volts pour une rouge. Cela permet de mieux voir la différence entre le chauffage de démarrage 1 et le chauffage d’entretien 2 (position d’interrupteur 0-1-2)

Pour le branchement au récepteur, un y sur la voie des gaz permet d’actionner le carburateur et le module réchauffeur. Si le résultat au manche des gaz est inversé, il faudra un inverseur sur le module.
Certains récepteurs ne délivrent pas un signal assez puissant sur une seule voie, la solution est alors d’utiliser une voie indépendante mixée avec la voie des gaz ce qui évite l’inverseur éventuel.
Enfin certains récepteurs ‘bon marché’ sont sensibles aux harmoniques générés par le découpage du Mosfet, on mettra une ferrite sur le trajet de commande de bougie.

Attention la masse du moteur ne doit pas être en contact avec la masse du récepteur !

le code complet et les librairies sont disponibles en téléchargement ci-dessous

Bons vols en toute sécurité !