Fil pilote Radiateur

[skarab22]

Bonjour à tous,

Un petit post pour partager mon projet. Il y a 4 ans, j'ai acheté une maison équipée de grille pain contrôlés par un thermostat général. Afin d'optimiser un peu la sensation de chauffe, j'ai mis de radiateur avec un fluide caloporteur afin d'avoir un peu plus d'inertie. Seul problème, ces radiateurs doivent être alimenté en permanence. J'ai donc utilisé la phase qui arrive à mon thermostat pour la relier au fil pilote qui part également du thermostat et qui doit arrivé dans une boite de dérivation que je n'ai jamais trouvé. Avec ce système, plus possible de contrôler les radiateurs de manière global...

Je me suis penché sur ce qui se faisait sur le marché. J'ai trouvé ça [lien] mais bien trop chère pour équiper les 7 radiateurs de la maison... Je me suis donc lancé avec comme idée de faire ma propre carte !

Ca a pris un peu de temps, mais j'y suis arrivé ! Le résultat : un esp8266 avec EspEasy qui contrôle 2 optocoupleur avec des diode zener. Cela permet de recrée les 4 ordres de bases. On pourrait faire les 6 ordres sans soucis mais je ne sais pas si les optocoupleur aiment les changement d'état trop régulier...

Après deux ans d'utilisation sans aucun soucis, mon père m'a solliciter pour lui faire un système similaire sauf que sur son installation, il a accès aux fils pilotes qui sont centralisé au niveau du tableau électrique via un boitier delta dore. Sur son installation, le thermostat ne sert qu'à changer le mode de chauffage et à indiquer la température de la pièce. Il ne régule pas la température des radiateurs. Donc plutôt que de mettre une carte par radiateur cachée derrière les radiateurs, j'ai décidé de mettre 1 seul carte qui contrôle tout les départs dans le tableau élec. Comme l'esp8266 ne comporte que 10 E/S, pour ce système, j'ai utilisé un esp32.

Je contrôle le tout grâce a un des interrupteur virtuels et un script Lua dans domoticz et à EspEasy sur les ESP. Je n'ai pas fait de script python pour automatiser la création des dispositifs car pour un seul système, ce n'est pas très rentable... Si ça vous intéresse, je peux vous partager les empruntes des circuits, les scripts ou même expédier des cartes toutes faites. Je n'ai pas calculé le prix de revient de chacune des cartes, mais on est à environ 15 et 20€ pour la version 1 fil et entre 50 et 70€ pour la version 6 fils.

Pour vous donner une idées du résultats, j'ai mis quelques photos des deux systèmes.

N'hésitez pas à me contacter si ça vous intéresse ou si vous participer et améliorer le système.

A+

[Limousin19]

Bonjour,

Bravo pour cette réalisation qui a l'air très soignée !
Je vois que tu utilises Domoticz, mais sur quoi est-il installé ?

Je cherche à réaliser une carte similaire commandée par le GPIO de mon Rasberry pi avec Domoticz et des capteurs thermiques 433 Mhz.

Il me semble que dans ce cas de figure, le recours à un ESP ou un microcontrôleur supplémentaire est inutile, car le GPIO devrait pouvoir commander directement les optocoupleurs (via un transistor éventuel) ?

[skarab22]

Pour répondre à ta question, mon Domoticz est installé sur RPI 4 et je vais surement le migrer vers sur Synology car actuellement le PI me sert de serveur domotique et de gestionnaire d'impression pour mon imprimante 3D.

Ce que je ne comprend pas bien, quel est ton intérêt pour mon système...

Dans mon cas, la problématique était de rénover mon installation de chauffage. Initialement, je n'avais qu'un fil de phase et un neutre qui arrivait sur des vieux grille pain. La phase de chacun des radiateurs était relier à un thermostat général avec un relais et tout passait en ON ou OFF en fonction de la consigne de température du thermostat. Pas d'autres ordre possible.

Les esp servent donc à moduler la fréquence de la sinusoide du 220V comme indiqué ici et de retrouver 4 voir 6 ordres de consignes et bien sur d'ajouter tout la partie gestion à distance et programmation via domoticz.

L'autre intérêt de ma carte est que j'ai directement intégré l'alimentation 220V pour l'esp. Pas besoin de le brancher en plus avec le port micro usb. La carte est placée derrière le radiateur et est branchée directement sur les fils d'alimentation du radiateur.

Dans ton cas, il est possible de se servir des GPIO de ton PI mais je n'ai pas bien compris dans quel but...

[Limousin19]

Dans ton cas, il est possible de se servir des GPIO de ton PI mais je n'ai pas bien compris dans quel but...

Merci pour ces informations supplémentaires. Mon cas est un peu différent du tien :

J'ai 4 radiateurs qui prennent la relève d'un gros poêle à bois quand celui-ci se refroidit, (c'est lui qui chauffe principalement la maison).
L'objectif est de baisser automatiquement la température la nuit et de rallumer les radiateurs à distance quand je m'absente. Domoticz gèrera la programmation de l'ensemble.
Les 4 fils pilotes arrivent à proximité du PI, donc je voudrais les commander en filaire (un relai en 433 Mh est aussi possible mais superflu dans ce cas).
Pour faire le signal une diode suffira car je n'ai besoin que des 4 ordres du fil pilote.

Le point délicat est l'interface avec le GPIO dont je voudrai protéger les sorties au maximum (ce qui n'est pas toujours le cas dans les exemples qu'on trouve sur le Net...).
On trouve peu d'informations sur l'intensité maxi du courant d'un fil pilote, mais elle reste très largement inférieure à 100 MA apparemment.
Donc je pense à un petit circuit que je pourrais réaliser moi-même avec des optocoupleurs (plutôt que des relais).

[skarab22]

Je ne suis pas familier du tout avec l'utilisation des GPIO dans domoticz mais, j'ai trouvé ça sur google :
https://easydomoticz.com/les-gpio-dans-domoticz/

A priori ça n'a pas l'air très compliqué...

Dans la mesure où tu ne fais pas entrer de courant dans le PI, il n'y a pas de risque de le cramer. Ton circuit de commande étant isolé de ton circuit de puissance.

Effectivement, je ne vois pas trop l'intérêt de passer par un relais 433Mhz. Si tes câbles sont proche de ton RPI, autant les câbler direct dessus.

Ton cas ressemble beaucoup plus à l'application que j'ai faite pour mon père où tout les fils pilotes arrivent au tableau électrique. Voici le schéma pour un fil pilote :
https://oshwlab.com/skarab2201/radiateur_octo_wemos

Si tu en as 4, il suffit de multiplier par 4 le système et à le connecter à ton PI avec la bonne interface. Une nappe 20 pin devrait faire l'affaire carrément prévoir un hat à brancher directement sur le PI. Avec une alim 5V et un support din, tu peux l'intégrer directement à ton tableau elec...

J'ai également trouvé cela qui peut rassembler les deux relais dans un seul :
https://fr.rs-online.com/web/p/relais-statiques/2172674

[Limousin19]

Merci beaucoup, je crois que ta réponse donne tous les renseignements dont j'ai besoin !
J'aurais juste quelques précisions à te demander :
- concernant le Relais statique photo-MOS AQW214, je ne connaissais pas l'appellation "relais statique". Finalement c'est la même chose qu'un optocoupleur, ou y a-t-il une différence ?
- je vois sur ton schéma que tu intercales une résistance de 1,5 k et un transistor 2N2222 entre la sortie de ton Wemos et l'optocoupleur. Est-ce que je peux reprendre ces composants avec les mêmes valeurs, la tension de sortie logique du GPIO étant de 3,3v comme le Wemos ?
Pour mémoire, les limites du GPIO sont les suivantes : "Le courant maximum (en entrée ou en sortie) par broche est de 16 mA et le courant total pour l’ensemble du GPIO ne peut pas dépasser 50 mA." (je calcule 2,2 mA avec une résistance de 1,5 k, ce qui devrait limiter suffisamment le courant en sortie du GPIO ?)

[skarab22]

Alors je ne suis pas électronicien donc il est possible que je fasse ou dise des connerie mais attention, ça fait plusieurs fois que tu parles de protéger ton raspberry en intensité.

Rappel toi les cours de lycée, c'est la source qui impose la tension et le consommateur qui impose le courant. Exemple chez toi, tu installes une ampoule 30w, I = P / U = 30 / 220 = 0,14A. Donc ta lampe consomme 0,14A

Pour protéger ton installation tu met donc un fusible 10A. Si tu met trop d'ampoule sur le même circuit ça claque. C'est le seul moyen de protéger ton circuit !

En électronique si tu sais que t'es consommateur tire trop de jus, il faut utiliser un transistor qui tire son courant directement de l'alimentation et donc dimensionner correctement l'alimentation. Pour le calcul de la résistance tu peux regarder là :
https://sti.discip.ac-caen.fr/IMG/pdf/le_transistor.pdf

Dans l'absolue on pourrait commander directement les moc avec les GPIO. L'utilisation d'un transistor évite les soucis lors des changement d'état.

Pour le relais statique, ou j'ai l'impression que technologiquement c'est la même chose. Il me semble que, les "relais statique" permettent de commander de supporter une intensité plus importante. Les optocoupleur sont souvent mis devant les relais classique pour assurer l'isolation galvanique

[Limousin19]

attention, ça fait plusieurs fois que tu parles de protéger ton raspberry en intensité.

Bien vu, je n'ai pas envie de griller le Pi, alors ceinture et bretelles...
Sur internet, on voit des montages avec une led et une résistance directement en sortie de GPIO, je trouve ça un peu léger...

Pour le calcul de la résistance tu peux regarder là :
https://sti.discip.ac-caen.fr/IMG/pdf/le_transistor.pdf

Intéressant ce pdf, merci. En fait, je ne savais pas comment calculer la résistance, justement ! (Je me suis contenté d'un calcul "à la louche" en faisant I = U/R, avec la tension de sortie maxi 3,3v et la résistance que tu as prise. Mais la formule du pdf prend en compte le courant de base, ok !)

Dans l'absolue on pourrait commander directement les moc avec les GPIO. L'utilisation d'un transistor évite les soucis lors des changement d'état.

Quels genre de soucis ? Peux-tu expliciter ?

[skarab22]

Je sais qu'avec des relais à lame, il arrive que celle ci reste collées. Les états ne sont pas stable. Peu être que sur un relais statique, ça marche sans rien. Dans le doute, pour le prix d'un transistor, j'ai préféré en mettre un.

J'ai repensé à ta crainte de cramer un GPIO, c'est aussi l'intérêt de mettre un esp ! A 5€ si ça crame, c'est moins embêtant qu'un raspberry à 60€ impossible à trouver en ce moment...

Perso, je te conseille d'essayer les wemos s2 que je trouve mieux que des dev kit

[Limousin19]

Je sais qu'avec des relais à lame, il arrive que celle ci reste collées. Les états ne sont pas stable. Peu être que sur un relais statique, ça marche sans rien. Dans le doute, pour le prix d'un transistor, j'ai préféré en mettre un.

Les relais statiques ne restent pas collés, car il n'y a pas les mêmes contraintes mécaniques ou électromagnétiques, contrairement au relais avec des lames et un bobinage. On évite également la force contre-électromotrice qui se produit quand on coupe le courant dans un bobinage, ce qui oblige à ajouter une diode en parallèle (voir cet articlehttp://fr.led-diode.com/info/relay-gene ... 64717.html).
Ils ont également l'avantage de consommer moins, d'être isolés du secteur par l'optocoupleur, et d'avoir une impédance d'entrée très élevée. En plus certains se déclenchent au passage par 0v (peut-être tous, je ne sais pas).
Cela fait beaucoup de bonnes raisons pour n'utiliser les relais mécaniques que quand c'est vraiment nécessaire.
Mais je ne suis pas un spécialiste et il est vrai qu'on voit surtout des relais mécaniques sur les cartes d'extension du Pi ou de l'Arduino... C'est peut-être parce que le relais mécanique admet une page de tension très valable en sortie, sans que cela change les caractéristiques de son entrée.

J'ai repensé à ta crainte de cramer un GPIO, c'est aussi l'intérêt de mettre un esp ! A 5€ si ça crame, c'est moins embêtant qu'un raspberry à 60€ impossible à trouver en ce moment...

Absolument ! Sans parler du temps passé à mettre en place Domoticz !
Ceci étant, outre le fait que je ne sais pas programmer les microcontroleurs, Il y a le soucis de faire aussi simple que possible. Donc je m'oriente plutôt vers un transistor ou un circuit CMOS peu gourmand en énergie.
Mais il est très probable que le GPIO puisse commander sans danger le relais statique à travers une simple résistance.

En tout cas, merci pour tes infos et ton aide qui m'ont bien permis d'avancer dans mon projet