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.

TRAVAIL A REALISER

Vous allez concevoir et fabriquer une carte qui permettra la commande d'un radiateur répondant aux quatre premiers ordres d'une commande per fil pilote ( voir ci-avant ). Le choix de l'ordre se fera par l'intermédiaire d'un ordinateur qui le transmettra via une liaison série à une carte Arduino UNO, qui le transmettra à son tour à votre carte par une liaison i2c.
le schéma ci-dessous illustre ce fonctionnement :

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.

Détail des signaux

Flèches ROUGE : les signaux provenant du réseau 230V/50Hz.
Flèches BLEUES : les signaux provenant de la carte arduino UNO.
Flèches VERTES : les signaux lumineux destinés à visualiser le mode de fonctionnement sélectionné.

Description des fonctions

FP1
Le signal i2c est lu puis décodé par un circuit MCP23008 qui délivre deux types de signaux :

• des signaux permettant d'activer le signal du fil pilote
  
• des signaux permettant de commander l'affichage du mode sélectionné
  
  

FP2
Le mode sélectionné est affiché par l'intermédiaire de quatre LED

FP3
La tension 230V/50Hz du réseau est mise en forme pour générer les signaux de commande du fil pilote

FP4
Les tensions issues des FP3 sont combinées afin de produire le signal de commande du fil pilote
La partie "courants faibles" est séparée de la partie 230V/50Hz par une isolation galvanique assurée par des coupleurs optiques

Contraintes techniques

• La carte devra être de la taille d'une carte Arduino UNO, afin de pouvoir être installée sur un rail DIN industriel grâce à un support qui vous sera fourni.
  

• Elle disposera des connexions suivantes :
  
  • Entrées :
    • I2C
    • +5V continu
    • 230V AC
  • Sorties :
    • Bornes pour brancher les fils pilote
      
      

• Les bornes connectées au réseau et au fil pilote seront de type "cosses FASTON".
  
• Le raccordement à la liaison i2c s'effectuera à l'aide d'un connecteur MOLEX selon la norme définie en GEII ( voir documentation )
  
• La carte devra permettre le choix d'une adresse parmi 8
  
• 4 LED permettront de connaître le mode de fonctionnement sélectionné.
  
• Les signaux 230V seront séparés autant que possible des signaux "courants faibles"( voir figure ci-dessous ).
  
  

Choix du mode de fonctionnement :

• la commande "0" correspondra au mode "Confort"
  

• la commande "1" correspondra au mode "Eco"
  

• la commande "2" correspondra au mode "Hors gel"
  

• la commande "3" correspondra au mode "Arrêt"
  

Composants imposés:

• La partie I2C se composera juste d'un composant MCP23008
  
• la fonction FP4 "isolation galvanique et activation" sera réalisée par des phototriacs MOC3041
  
• Les bornes connectées au réseau et au fil pilote seront de type cosses FASTON.
  
• Le raccordement à la liaison i2c s'effectuera à l'aide d'un connecteur MOLEX
  
• 4 LED permettront de connaître le mode de fonctionnement sélectionné.
  
  

Démarche à suivre

Quelques conseils sur la démarche à suivre :

• Effectuer une recherche documentaire pour définir les structures correspondant à chaque fonction
  

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

• Tester chaque fonction individuellement
  

Pour tester le fonctionnement des parties "réseau" et "fil pilote", on utilisera une tension alternative de l'ordre de 20V crête à crête.

• Réaliser le routage de la carte en respectant les règles de base suivantes :
  
  • pistes larges
    
  • pistes espacées
    
  • pistes courtes
    
  • Séparer au maximum la partie puissance (230V) de la partie commande !

Livrables

• carte électronique testée
• programme
• dossier technique ( réalisation + programme commenté )

Délais

• Le typon correspondant au routage doit être terminé au plus tard mercredi soir pour tirage jeudi matin à 9h30
• La réalisation complète devra être validée avant lundi soir