Voici un système très simple, à microcontrôleur, capable de couper l’alimentation du circuit d’arrivée de la pompe d’injection d’un moteur diesel ou l’injection électronique d’un moteur essence. L’installation est simple et elle ne nécessite aucune télécommande pour désactiver l’alarme : il suffit d’entrer dans la voiture, de mettre le contact, puis, dans les 5 secondes, d’appuyer sur la pédale de frein.
Les centrales d’alarme pour automobiles que vous êtes habitués à voir sont toutes très sophistiquées, gérées par des microprocesseurs et pourvues de nombreuses entrées pour les capteurs.
A l’opposé, dans ces pages, nous voulons vous présenter un projet d’alarme très simple, fiable et innovateur. En bref, Il s’agit d’un système dépourvu de capteur mais permettant d’immobiliser un véhicule. Il utilise un relais coupant l’alimentation de la pompe d’injection d’un moteur diesel ou l’injection électronique d’un moteur essence.
Comment ça marche ?
Pour connecter ce système d’immobilisation, il suffit de repérer l’alimentation générale (12 V et masse), le contact de la clé, le fil de la lampe de feu stop (ou le contact de la pédale de frein).
Le système s’active lorsque l’on tourne la clé pour mettre le contact. A ce moment, il déclenche un petit relais, lequel peut activer un second relais de puissance, placé dans le coffre moteur du véhicule par exemple. Quand le système reçoit la tension 12 V du contact, il reste 5 secondes à l’utilisateur pour désactiver l’alarme.
Comment fait-on ?
C’est très simple, il suffit d’appuyer sur la pédale de freins au moins une fois et la voiture pourra démarrer. Si la pédale de freins n’est pas sollicitée en temps voulu, soit parce que vous avez oublié votre protection soit parce qu’un inconnu ne connaît pas le « truc », la voiture sera immobilisée. Dans ce cas, il faut couper le contact, attendre au moins 10 secondes puis remettre le contact pour réinitialiser le système et, cette fois, appuyer sur la pédale de freins !
Nous avons prévu le délai de 10 secondes de façon à ce que de brèves coupures d’alimentation ou des faux contacts dans le circuit électrique n’activent pas l’alarme intempestivement.
Si tel était le cas, le moteur se couperait avec tous les inconvénients que cela impliquerait et c’est ce que nous avons voulu éviter.
Pour faciliter l’utilisation de notre système d’immobilisation, nous avons ajouté des LED de signalisation qui indiquent chaque état de fonctionnement et qui permettent, durant l’installation, de tester le circuit et de voir si le système est en service, hors service ou s’il est nécessaire de remettre le contact.
Chaque fois que l’on tourne la clé de contact la LED verte s’allume, indiquant que le système d’immobilisation est prêt et que, dans les 5 secondes suivantes, il faut appuyer sur la pédale de frein. Passé ce délai, le relais restera excité et bloquera le circuit d’alimentation.
Le moteur ne pourra pas démarrer.
Il faudra alors couper le contact, attendre 10 secondes, puis recommencer l’opération (la LED rouge émettra un clignotement d’une seconde environ puis elle s’éteindra avec la LED verte). En remettant la clé sur la position contact, la LED verte va s’allumer à nouveau et vous pourrez, cette fois, en appuyant sur la pédale de freins, débloquer le système.
Le schéma du système d’immobilisation
Figure 1 : Schéma électronique du système d’immobilisation.Maintenant que vous avez bien compris la procédure, passons à l’explication du schéma électronique et à son raccordement électrique au véhicule.
La carte est alimentée en 12 V (figure 1), elle ne fonctionnera donc qu’installée dans les véhicules dont la tension d’alimentation est de 12 V ! Si vous désirez l’utiliser sur un camion, par exemple, dont les batteries fournissent du 24 V, il faudra ajouter, dans la ligne alimentation du système d’immobilisation, un régulateur de tension 7812 muni d’un radiateur d’au moins 8°/W.
La carte s’alimente entre les bornes +12 V et la masse. C1 et C2 servent au filtrage (respectivement basses fréquences et hautes fréquences) pour attaquer un simple régulateur (U1) de tension 7805 en boîtier TO-220 qui délivrera une tension régulée de 5 V nécessaireau microcontrôleur Microchip PIC 12C508 qui est le coeur de notre centrale d’immobilisation. La diode D1 sert à protéger la carte contre d’éventuelles inversions de polarité ainsi que d’éventuelles pointes de tensions inverses générées par des charges inductives.
Le fusible FUS1 permet de protéger le véhicule en cas de court-circuit sur la carte.
Une fois sous tension, le microcontrôleur U2 commence son programme : initialisation des entrées et sorties, PIN 6 et 7 (respectivement GP1 et GP2) en entrée et les PIN 2 et 3 (respectivement GP5 et GP4) en sor tie. Ces deux dernières servent à contrôler la position de la clé de contact (pour GP5) et si les freins sont actionnés (pour GP4). Le programme va ensuite, via GP0, allumer la LED rouge pendant environ 10 secondes puis initialiser le timer. Pendant ce temps, le contact ne doit pas être mis sinon le PIC fera continuellement une RAZ du timer et ce, tant que la condition prévue ne sera pas vérifiée. Une fois la condition réalisée, après quelques secondes, le programme fera clignoter la LED rouge LD2 pendant 1 seconde puis restera dans une boucle d’attente jusqu’à ce que l’utilisateur tourne la clé afin de mettre le contact.
Quand cette condition est réalisée, un 12 V est disponible sur l’anode de la diode D3. Ce 12 V sera transformé en 5,1 V à l’aide de la diode zener DZ1 afin de ne pas endommager le PIC 12C508. A ce moment-là, le programme va générer un état logique haut sur GP1 pour saturer T1 qui va, à son tour, exciter la bobine du relais RL1 provoquant l’éclairement de la LED verte LD1. Ce signal indique au conducteur que l’alarme est activée et qu’il lui reste 5 secondes pour la neutraliser.
Quand RL1 est activé, nous retrouvons au point RL2 un 12 V qui peut éventuellement servir à commander le relais de puissance que vous utiliserez pour couper l’alimentation de l’électrovanne de la pompe à injection, l’injection électronique ou le démarreur.
Maintenant il y a deux possibilités :
1) le conducteur freine avant les cinq secondes,
2) il laisse passer le délai.
Dans le premier cas, en supposant que le fil du positif du feu de stop soit connecté sur l’entrée « FREINS » de la car te, le micro reçoit un niveau logique haut sur l’entrée GP4 broche 3, là aussi, afin de préserver le PIC, DZ2, à travers R6, convertit le 12 V en 5,1 V. Immédiatement après avoir reçu ce niveau logique haut, le programme désactive le relais en mettant à l’état bas la broche 6. LD1 va alors s’éteindre et le véhicule pourra enfin démarrer. Le programme attend maintenant que le contact soit à nouveau coupé.
Pour pouvoir recommencer un cycle, il faudra que le véhicule soit à l’arrêt et le moteur éteint pendant au moins 10 secondes.
Dans le second cas, si le conducteur, après avoir mis le contact, a dépassé les 5 secondes sans avoir appuyé sur les freins, le micro ne recevra pas le 1 logique sur sa broche 3 et le relais ne se désactivera pas. Il restera excité et la voiture sera immobilisée jusqu’à ce que l’on tourne la clé sur OFF et qu’elle reste dans cette position pendant au moins 10 secondes. Ce temps écoulé, le timer est réinitialisé et la sor tie (broche 6), réservée à T1, retourne au niveau bas ouvrant ainsi le relais. Parallèlement, LD2 se met à clignoter et LD1 s’éteint.
Si on coupe l’alimentation du contact après un faux démarrage ou après avoir dépassé les cinq secondes sans avoir appuyé sur les freins, le relais restera activé encore 10 secondes puis, ce temps dépassé, si le contact n’est pas remis, le relais RL1 se désactivera (LD1 s’éteindra et parallèlement LD2 clignotera).
Pour redémarrer il faudra recommencer la procédure.
Par contre si l’on coupe le contact après un démarrage réussi, le relais restera désactivé et il faudra attendre 10 secondes (LD2 s’éclairera 1 seconde après ce délai), pour remettre le contact et recommencer la procédure.
Le petit relais RL1 est un ITT-MZ ou équivalent qui à l’état de repos a son contact ouvert (NO). En revanche, quand le relais est excité, son contact va se fermer et le point RL2 se retrouvera à 12 V à travers D1. Ce contact sert à commander un relais de puissance optionnel, que l’on pourra acheter dans n’importe quel magasin de pièces détachées électriques pour automobiles.
Sans ajouter de relais, on peut utiliser le contact de RL1 pour agir sur les relais de puissance déjà présents dans le véhicule, comme par exemple celui qui alimente le démarreur ou plus précisément son automatisme.
En fait, quand on met la clé sur la position « DEM », un électro-aimant va déplacer un pignon qui à son tour va actionner l’interrupteur de puissance incorporé dans le démarreur. Cet exemple vous est présenté en figure 4B.
Figure 2 : Circuit imprimé à l’échelle 1.
Figure 3 : Plan d’implantation des composants.
Liste des composants
R1 : 1 kΩ
R2 : 15 kΩ
R3 : 47 kΩ
R4 : 560 Ω
R5 : 180 Ω
R6 : 180 Ω
R7 : 4,7 kΩ
R8 : 4,7 kΩ
C1 : 470 μF 25 V électrolytique rad.
C2 : 100 nF multicouche
C3 : 1000 μF 16 V électrolytique rad.
C4 : 100 nF multicouche
C5 : 100 nF multicouche
C6 : 100 nF multicouche
D1 : Diode 1N4007
D2 : Diode 1N4007
D3 : Diode 1N4007
D4 : Diode 1N4007
DZ1 : Zener 5,1 V 1/2 W
DZ2 : Zener 5,1 V 1/2 W
FUS1 : Fusible 1 A
LD1 : LED verte 5 mm.
LD2 : LED rouge 5 mm.
RL1 : Relais min. 12 V 1 RT.
RL2 : Relais auto 30 A
U1 : Régulateur 7805
U2 : PIC 12C508 (MF 263)
T1 : Transistor NPN BC547B
Divers :
- Support circuit intégré 2 x 4
- Porte-fusible pour CI
- Cosses faston pour CI (5)
- Boîtier plastique SC700
- Circuit imprimé réf. S263.
Réalisation pratique.
Maintenant que nous avons éclairci les différents principes de raccordement du système au véhicule (voir les figures 4A, 4B et 4C), nous allons voir comment monter et installer le dispositif.
En premier lieu vous devez réaliser le circuit imprimé sur lequel viendront s’installer les composants. Pour ce faire, vous pouvez vous ser vir de la vue du circuit présentée en figure 2 à l’échelle 1.
Après avoir insolé, gravé puis percé le circuit, vous pourrez insérer et souder les quelques résistances et diodes en vous servant du plan d’implantation de la figure 3. Rappelez-vous que la cathode d’une diode est marquée par une bague. Insérer ensuite le support 2 x 4 broches de façon à ce que le détrompeur soit orienté vers le condensateur C4, puis les condensateurs (pensez à respecter la polarité pour les chimiques) et le porte fusible dans lequel vous insérerez un fusible rapide de 1 A.
Soudez ensuite le transistor en mettant sa partie plate vers RL1, placez le régulateur de manière à ce que sa face métallique soit couchée sur le circuit.
Pour finir, soudez le relais et les LED en sachant que le méplat de leur collerette représente la cathode.
A ce point, le circuit est terminé et il ne vous reste plus qu’à souder les 5 cosses faston que vous placerez comme sur les photos : une pour la masse, une pour le +12 V, une pour le + de la clé (de contact), une pour l’information du freinage et enfin celle du contact du relais RL1 pour commander un relais de puissance.
Afin d’éviter d’éventuels courts-circuits il est conseillé de monter le circuit dans un boîtier plastique. Pour notre prototype, nous avons utilisé un coffret de dimensions 57 x 90 x 25 dans lequel nous avons découpé un petit côté afin de laisser sortir les cosses. Vous pouvez ensuite fermer votre boîte et votre centrale d’immobilisation sera prête.
Pour éviter les erreurs de câblage des cosses, vous pouvez coller, sur le couvercle, une étiquette sur laquelle vous indiquerez les différentes connexions.
Figure 4A : Il est possible de connecter l’alarme de manière à couper l’alimentation de la pompe diesel ou de l’injection électronique. ATTENTION ! Interrompre le fil qui relie la centrale (ou la pompe diesel) directement au positif de la batterie.
Figure 4B : Une autre possibilité consiste à interrompre la liaison entre le bloc de la clé de contact et le démarreur.
Figure 4C : La dernière solution proposée consiste à interrompre le signal CONTACT qui va de la pompe diesel à la centrale d’injection ou l’injection électronique.
Figure 5 : Organigramme du programme de gestion de notre montage mettant en évidence le principe de fonctionnement du système. Afin de garantir la sécurité, l’activation du système d’immobilisation est impossible lorsque le moteur est en marche.
Pour le relais auxiliaire nous pouvons vous conseiller le modèle 792 H - 1C (1 contact) de la société taïwanaise Song Chuang, qui a une bobine de 12 V et un pouvoir de coupure de 30 à 40 ampères. Il est moulé et dispose d’une patte percée permettant de le fixer facilement.
Ses connexions sont externes, à lamelles faston et au pas standard. Bien entendu, toute équivalence fera l’affaire.
L’installation
Il ne vous reste plus, maintenant, qu’à installer votre système d’immobilisation dans la voiture. Pour vous faciliter la tâche, nous avons réalisé des dessins représentant les différentes possibilités.
Dans tous les cas, la masse comme le +12 V doivent être raccordés respectivement à la masse du véhicule et au 12 V de la batterie. En fait, le système sera toujours sous tension.
Dès que vous l’alimenterez, la LED rouge va s’allumer pour s’éteindre 10 secondes plus tard. Le système sera réellement actif après une nouvelle temporisation de 15 secondes à la fin de laquelle la led rouge émettra un bref clignotement.
Tirez ensuite un fil du contact de la clé que vous pouvez récupérer, soit sur le bloc principal de la clé, soit sur le 12 V réservé à l’autoradio. Avec un autre bout de câble électrique raccordez le positif du feu de stop sur l’entrée freins de la car te. Vous pouvez le trouver directement sur l’interrupteur de la pédale de frein ou alors, à l’intérieur de la boîte à fusible. Quant au contact marqué RL2, c’est celui que nous allons utiliser pour immobiliser le véhicule.
RL2 fournit un 12 V lorsque l’alarme est hors service et on peut l’utiliser pour piloter un relais de puissance.
Les figures 4A à 4C nous montrent, à ce sujet, différentes solutions pour utiliser astucieusement ce relais.
Dans la figure B, il sert à couper l’alimentation du moteur de démarrage.
Comme vous pouvez le voir, la liaison entre DEM et le démarreur est coupée et reliée aux bornes C et NF du relais auto RL2 que vous pourrez mettre dans le coffre de la voiture. Pensez à faire un câblage de qualité et à bien isoler le tout. La bobine de ce relais sera commandée par le contact du relais RL1.
Vous relierez une borne de cette bobine à la masse et l’autre au point RL2 de la carte. Ainsi, quand l’alarme s’active, RL1 est alors excité. RL2, excité à son tour, ouvre son contact et le démarreur est bloqué. Tout sera rétabli quand les relais seront au repos, ou si l’on a freiné pendant les 5 secondes (clé en position CONTACT) afin de désactiver la protection.
Notez que pour le relais auto vous pouvez en utiliser un de puissance moins importante car, en réalité, ce n’est pas le commutateur de la clé qui supporte le courant du démarreur. En fait, celui-ci alimente un électro-aimant qui à pour double mission d’attirer un pignon de façon à le faire enter sur l’engrenage du volant-moteur puis, arrivé au fond, de fermer le contact qui por te à 12 V le collecteur du moteur de démarrage. Ceci car les courants absorbés sont très forts, jusqu’à 80 ampères sur les moteurs diesel. Le câble doit être de forte section et le plus court possible (de la batterie au démarreur) pour éviter les pertes de tension qui, même sur 1 mètre, deviennent inacceptables.
Une autre solution pour l’installation (figure C) consiste à ouvrir le fil qui alimente la centrale d’injection électronique avec un relais de puissance, ou, en son absence, l’alimentation des bougies pour les moteurs à essence ou encore l’électrovanne de la pompe à injection des moteurs diesel. Rappelez-vous que pour la pompe d’injection, le fil à couper est celui qui arrive sur un gros boulon bien visible situé sur le corps.
Sur les anciens modèles, complètement mécaniques, il n’y a bien sûr qu’un câble et vous devez le couper astucieusement à un endroit discret, autrement les voleurs mettront peu de temps à comprendre ce qui ne va pas et à faire un pont entre le positif de la batterie et le bornier de l’électrovanne pour faire démarrer la voiture. Les pompes modernes, pilotées par l’électronique, nécessitent plus de fils de commande. Toutefois, il n’est pas bien difficile d’identifier celui de l’électrovanne car il est indépendant. Chez BOSCH et LUCAS-CAV il s’agit d’une sorte de court cylindre fixé transversalement doté d’un gros boulon sur lequel est fixé le câble d’alimentation. Sur les moteurs à essence, le problème est beaucoup plus simple, car sur les centrales, les connexions sont inscrites en clair.
Le petit microcontrôleur
Dans le projet que nous vous présentons dans ces lignes, nous avons utilisé un minuscule microcontrôleur. Il s’appelle PIC 12C508 et c’est un des derniers microcontrôleurs né de la société américaine MICROCHIP.
Il a une architecture de 8 bits et dispose d’une horloge interne totalement autonome. Deux broches servent à son alimentation (5 V) les autres sont des E/S (entrées/sorties). Les broches 2 et 3, utilisées dans notre application en entrée, peuvent être sélectionnées pour diverses fonctions.
En particulier pour recevoir une horloge externe dans le cas où l’on veut exclure (configuration faite par soft) l’oscillateur interne. Dans ce cas, un quartz sera connecté entre ces deux broches et, de chacune d’elles, un condensateur sera tiré à la masse. La broche 4 est la troisième entrée/sortie GP3 mais elle peut aussi être utilisée comme reset (/MCLR) en la reliant à la masse alors qu’en mode programmation elle sert pour l’impulsion (VPP) d’écriture. GP0 et GP1, respectivement les broches 2 et 3, sont exclusivement des E/S. La broche 5 (GP2) est utilisée pour la fonction de désactivation du timer interne.
Le PIC 12C508 dispose d’une EPROM dans laquelle onloge le programme à l’aide d’une procédure appropriée où GP0 (broche 7) sert à envoyer les données et GP1 sert d’entrée d’horloge (clock).
Pour conclure
Nous terminerons cet article en vous signalant qu’il est fortement déconseillé, sur les moteurs diesel, d’agir sur les bougies de préchauffage. En effet, un moteur en bon état, avec une compression normale (plus de 25 bars) peut malgré tout, démarrer sans bougie. A moins d’être à 10° en dessous de 0°, en faisant tourner le démarreur assez longtemps (si la batterie tient) le moteur se mettra en marche avec ou sans l’aide du préchauffage. Sur ce type de moteur à injection directe, les bougies servent principalement à réduire les fumées dans les 20 à 30 secondes suivant le démarrage.
Dans tous les cas, si vous voulez tout de même couper les bougies, vous pouvez utiliser un relais de puissance moyenne car vous devrez agir non sur l’alimentation des bougies mais sur le fil qui relie le commutateur de la clé au temporisateur qui commande le préchauffage.
