Cours:DomotiqueFilPilote

Cahier des charges

Présentation du fil pilote

Les radiateurs électriques récents peuvent tous être pilotés à distance par l'intermédiaire d'un "fil pilote".

Physiquement, ce signal est véhiculé par un seul fil électrique, dont le potentiel va varier par rapport au neutre.

Les radiateurs gèrent un maximum de 6 ordres, récapitulés dans l'image suivante :

Les 2 derniers ordres, confort -1° et confort -2° ne sont pas pris en compte par tous les radiateurs.

Entrées/Sorties

Vous allez concevoir et fabriquer une carte qui permettra la commande d'un radiateur répondant aux quatre premiers ordres de commande. Le choix de l'ordre se fera par l'intermédiaire d'une liaison I2C. Cette carte permettra aussi de définir l'adresse du radiateur. Vous pourrez utiliser une carte µcontrôleur pour valider le fonctionnement.

Votre carte disposera donc des connexions suivantes :

• Entrées :
  • I2C
  • +5V continu
  • 230V AC
• Sorties :
  • Bornes pour brancher les fils pilote

Découpage fonctionnel

Vous allez utiliser le découpage fonctionnel du système tel que détaillé ci après.

Le travail à réaliser consistera à proposer un schéma structurel pour chaque fonction, à valider son fonctionnement et à fabriquer la carte électronique.

Vous trouverez dans les parties suivantes, une description de chaque fonction ainsi que des pistes pour trouver un schéma structurel.

Remarque Il va sans dire que la lecture des documentations (datasheet) des composants utilisés est très utile !

FP1

L'objectif ici est de généré 2 signaux de période 5 minutes et de temps à l'état haut 3s et 7s.

Pour ce faire, on utilisera des NE555 et/ou NE556 en astable et monostable.

Il s'agira de généré un signal à l'aide de l'astable un signal de période 5 minutes, qui permettra de déclencher les monostables pour la durée souhaitée.

Remarque : Étant donné les valeurs de temps souhaitées, les produits R.C seront grand, et il est souhaitable de choisir les résistances les plus élevées (plusieurs MΩ) afin de limiter la valeur des condensateurs.

Valider le fonctionnement avant fabrication

Isolement

La fonction FP2 fournira des signaux logiques qui permettront de générer les différents ordres sur le fil pilote.

Chaque ordre se décompose de la sorte :

• Présence ou non des alternances positives => signal logique AP[1..0]
• Présence ou non des alternances négatives => signal logique AN[1..0]

Chaque fil pilote est donc relié à 2 signaux AP et AN.

Il suffit alors de convertir ces signaux logiques en présence/absence de l'alternance correspondante du 220V.

On utilisera pour cela des phototriacs MOC3041. Il faudra 2 phototriacs par fil pilote.

Comprendre et valider le fonctionnement avec une tension alternative de l'ordre de 20V crête à crête.

FP2

La fonction FP2 doit générer les signaux AP[1..0] et AN[1..0] à partir des monostables et des signaux logiques issus de la partie I2C.

Il est aisé de comprendre que vous aurez 2 fois la même structure.

On peut résumer cette fonction logique par le tableau suivant (à compléter !) :

ordre	Monostable 3s	Monostable 7s	AP0	AN0
Confort	x	x	0	0
Hors Gel	x	x	0	1
Confort -1°C	0	x	0	0
Confort -1°C	1	x	1	1
....

Il faudra compléter le tableau, choisir un nombre de bits pour le signal ordre et des valeurs, puis trouver les fonctions logiques. Vous pourrez valider le fonctionnement par simulation.

I2C

La partie I2C se composera juste d'un composant MCP23017 ou MCP23008 dont il faudra comprendre le fonctionnement et dont vous ne vérifierez par nécessairement le fonctionnement avant fabrication.

Choisir le composant le plus adapté et lire attentivement la datasheet (partie mise en œuvre principalement !

Fabrication

Vous avez tout validé, le schéma est terminé, il faut respecter les règles de routage :

• pistes larges
• pistes espacées
• pistes courtes
• Séparer au maximum la partie puissance (230V) de la partie commande !