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Mon installation de chauffage central
commandée par ordinateur
Chauffage
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Description de mon installation de chauffage central commandée par ordinateur. Je décris d'abord l'installation d'origine, présente lors de l'achat de la maison, puis j'indique les modifications effectuées. Je reprend également un guide "do-it-yourself" qui indique la marche à suivre étape par étape pour transformer votre installation en 5 semaines.

Transformations

Avec les coûts de l'énergie qui ne font que grimper, on a tout intérêt à avoir une installation de chauffage bien adaptée à ses besoins. Il faut également tenir compte des coûts cachés (par exemple un circulateur qui tourne tout le temps, alors qu'il n'y a ps de demande de chaleur).

Le thermostat d'ambiance a directement été remplacé par un tableau des températures que j'ai introduit une fois, et qui n'a pas changé ces 15 dernières années. Le problème avec un thermostat d'ambiance c'est que la plupart des personnes croyent qu'il s'agit d'un réglage de puissance. Essaie d'expliquer à ta meuf que la maison ne va pas chauffer plus vite si tu mets le thermostat sur 32°. Le seul résultat, c'est qu'au bout d'une heure il y a 24° (ce qui est trop chaud), mais que tu ne le remarques pas parce tu t'es habitué à cette température plus élevée.

Description de mon installation (index)
Description de mon installation de chauffage central commandée par ordinateur. Il ne reste en fait pratiquement plus rien de l'installation d'origine: cette page passe en revue toute sles modifications apportées à l'installation: remplacement des robinets standards par des vannes électriques (permettent de moduler l'apport de chaleur pièce par pièce), réglage de la vitesse du circulateur, etc.

Articles techniques divers (index)
Les principes de la régulation,
la boucle de courant 4-20mA,
une alarme de maison,
l'inertie thermique d'une maison,
le plancher chauffant,
les principes de la régulation,
le thermomètre à résistance (RTD),
les étalons électroniques...

Chauffage électrique
La commande par ordinateur est également possible avec un chauffage électrique. Il y a 15 ans, un appartement qui m'interessait avait le chauffage tout électrique. J'ai alors programmé mon ordinateur pour commander directement le chauffage électrique, mais finalement j'ai acheté une maison ayant le chauffage central.

Arduino
Les micro-ordinateurs du genre Arduino ne peuvent être utilisés que dans les situations les plus simples, quand il n'y a que deux zones à controler au plus. Il faut un thermomètre pour chaque zone, un pour la température de l'eau chaude et un pour la température extérieure.

Le nombre d'entrées-sorties numériques est trop petit, il faut utiliser un latch pour commander plus de sorties. Avec 3 ou 4 CMOS 4099 il est possible de réaliser 24 ou 32 sorties (le CMOS mémorise les données et utilise 7 ou 8 lignes en tout). Le même latch peut être utilisé pour lire la position des interrupteurs et pour commander un relais.

Multiplexage des signaux de mesure
Le K8055, qui est l'interface entre l'ordinateur et le monde extérieur n'a que deux entrées analogiques. Mais avec un circuit multiplex, nous pouvons lire jusqu'à 16 signaux avec une seule carte d'interface.

Les graphiques de température
Uniquement disponibles quand le chauffage central est en marche
L'évolution de la température de la semaine écoulée, de minute en minute. Le graphique indique la température dans le living, les chambres, la chaudière et à l'extérieur. Le fonctionnement des robinets électriques, du circulateur et du bruleur est également indiqué. Ces graphiques ne sont disponibles que pendant la saison de chauffe (quand la console apparait en haut à droite).

Modification d'un thermostat d'ambiance

Pour commander le chauffage, ll est possible d'utiliser un ancien thermostat d'ambiance dont on ajoute une servo-commande. Le but est que le servo-moteur augmente ou réduise la température. La commande s'effectue par un arduino qui produit le code pour la servo commande (c'est un système standardisé).

Le système est destiné à donner une nouvelle vie à un thermostat existant en y ajoutant un opérateur invisible qui va modifier la température de consigne sans intervention humaine. Le servo-moteur doit être placé dans un petit boitier indépendant (il y a généralement très peu de place dans le thermostat même) avec une tringlerie qui déplace l'axe du thermostat (température de consigne).

L'arduino ne connait pas ni la température effective actuelle (il n'y a pas de capteur) ni la position du bras du thermostat et ne peut corriger qu'en déplaçant le réglage de température vers le plus ou le moins, selon la "température" stockée dans un tableau. L'arduino n'a pas d'input et ne fait que lire les températures d'un tableau et commander l'axe du thermostat via un servo-moteur.

Le thermostat n'a pas de température absolue et on corrige la température par deux boutons-poussoirs qui déplacent l'axe du thermostat. Toutes les températures sont alors déplacées en conséquence (c'est comme si on pliait la tringlerie).

Le tableau contient des valeurs de température relative, par exemple

000102030405060708091011121314151617181920212223
-2-2-2-2-2-101-4-4-4-4-4-4-4-40+2+2+2+20-2-2

Le système nécessite une horloge externe (real time clock) qu'il faut programmer une fois avec une connection avec l'ordinateur. Le tableau des températures est présent dans le code (comme constante).

L'arduino peut être placé dans un second boitier à petite distance (il n'y a que trois fils qui relient l'arduino au servo-moteur). Sur le boitier de l'arduino il y a donc les deux boutons pour modifier la position relative de la température de consigne. Mais il est évidemment possible d'ajouter des boutons supplémentaires ("arret pendant 1/2/3/4 heures") avec led qui clignote 1/2/3/4 pour indiquer la fonction activée. Ou bien on prévoit un petit écran LCD qui indique l'heure, la température et d'autres fonctions.

Il faut brancher l'arduino à l'ordinateur pour modifier le tableau des températures. C'est un système de température moins fiable qu'un thermostat électronique (il est basé sur le thermostat mécanique d'origine). La stabilisation de la température dépend de la précision du thermostat mécanique. Il permet de donner une nouvelle vie à un thermostat d'ambiance qui fonctionne bien mais qui n'est pas programmable.

A votre tour!

Préparatifs
Nous préparons la commande par ordinateur, tandis que l'installation existante continue à fonctionner.

Transformation
Chaque semaine, nous modifions un seul composant de l'installation existante, qui continue à fonctionner.
  • 0 Un API ou un ordinateur
    Les fonctions de l'ordinateur et de ses cartes d'interface peut également être effectué par un API (automate programmable industriel).
  • 1 Semaine I
    Tirer les cables et effectuer les mesures de température.
  • 2 Semaine II
    Réglage de la température de la chaudière en fonction de la demande de chaleur.
  • 3 Semaine III
    Réglage de la vitesse de rotation du circulateur
  • 4 Semaine IV
    Commande des robinets électriques des radiateurs
  • 5 Semaine V
    La finition (les détails)

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