Le système qui est décrit ici est une détection de la flamme de la veilleuse par un thermocouple. Un autre système utilise l'ionisation du gaz pour détecter que la veilleuse est allumée. Ce système était utilisé sur la chaudière de mon installation de chauffage central.

Dans le couloir, j'ai un boiler au gaz pour les sanitaires. Un boiler qui pratiquement dès l'origine m'a donné des problèmes. Mais n'étant pratiquement jamais à la maison (je travaille, moi), je n'ai pas fait appel à la garantie et j'ai laissé la situation se dégrader.

Le problème est assez simple: la veilleuse s'éteint parfois. Ce n'est pas vraiment grave, je l'éteins de toute façon après avoir utilisé la douche. Et puis en été, la veilleuse a commencé à s'éteindre quand je règle le débit de gaz de la flamme principale au minimum. Et ici c'est devenu assez dérangeant...

J'ai mis du scotch sur l'ouverture de la veilleuse pour tenter de garder la chaleur à l'intérieur. Ca a fonctionné deux années, puis le problème est réapparu. J'ai alors décidé de me mettre au boulot et de réparer le chauffe-eau...

J'ai mesuré la tension que le capteur doit fournir quand il y a une flamme: cela doit être environ 5mV quand tout va bien. Ici la tension descend à moins de 2mV et la vanne de gaz se ferme. Cela se produit quand je règle le débit de la flamme pricipale au minimum. On dirait que la circulation d'air refroidit trop le capteur.

Ce type de capteur est un thermocouple, et je sais que dans l'industrie ces capteurs doivent régulièrement être remplacés. Sur les navires de la Marine Belge ils doivent être remplacés tous les 6 ans (mesure de la température des gaz d'échappement de chaque cylindre des moteurs diésel).

Le circuit est extrèmement simple: un ampli opérationnel sert d'interface pour amplifier le signal du capteur. Il s'agit ici surtout d'une légère amplification du courant. L'alimentation se fait par une pile de 9V que je place quand j'ai besoin d'eau chaude.

Le capteur fournit une tension négative par rapport à la masse (le chassis du chauffe eau). Un petit circuit auxiliaire fournit une masse qui se trouve environ au milieu de la tension de l'accu de 9V (la présence de la zener est expliquée plus loin).

Un petit condensateur de 100nF filtre la tension du capteur (il faut éliminer les pics de tension générés par l'allumage piezo) et le signal entre directement dans l'a-op. Le gain de l'ampli est établi à 2×. La vanne est protégée des pics de tension par deux diodes 1N4148 et un condensateur de 100nF, je ne sais pas quelle est la limite de tension de la vanne.

Le capteur produit une tension négative, je suppose que la vanne doit également recevoir une tension négative pour fonctionner correctement. La tension à la sortie de l'a-op est négative par rapport à la masse et pour éviter que le potentiel sur la masse ne varie trop j'ai utilisé une zener dans la branche positive. Le courant va du négatif à l'a-op, puis le capteur, puis la masse et retourne au positif via la zener. La zener stabilise la tension même si le courant varie un peu.

La consommation est très faible, il suffit de recharger la pile de 9V une fois par mois. Pour tester le circuit, j'ai utilisé un diviseur de tension 1000× (120kΩ et 120Ω) à brancher sur l'entrée. Connecté au positif de la batterie j'obtiens environ 13.5mV en sortie, connecté au négatif cela donne -4.5mV. Cela fonctionne correctement!

Si vous voulez aussi réparer votre chauffe-eau mais que le capteur fournit une tension positive, changez simplement les composants de place (diode zener de 3.9V et résistance de 6.8kΩ).

Comme amplificateur opérationnel j'ai choisi un MC1776CG (le "G" indique un circuit en boitier métallique). C'est un ampli programmable: j'utilise une résistance de 1MΩ vers le moins pour avoir une faible consommation (l'ampli ne doit pas avoir un slew rate élevé). L'ampli a également un réglage d'offset (bien nécessaire dans cette application où l'a-op doit traiter des signaux de quelques millivolts). Le schéma en pratique ne correspond donc pas exactement au schéma montré sur cette page.

Avec un signal en sortie de quelques mV il n'est pas possible de commander directement un indicateur "veilleuse présente": il faudrait un second ampli qui augmente le signal de 5mV en sortie à une tension de 2.5V pour alimenter une led (gain de 500× ce qui est réalisable avec un a-op standard genre LM741), mais j'ai préféré la solution la plus simple avec la consommation la plus basse possible. C'est la zener qui consomme le plus.