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Commande à distance et modules de puissance
deux composants de l'installation de controle du chauffage central
Commande
L'ordinateur est équipé de carte d'interface pour la communication avec le monde extérieur. Mais pour visualiser les paramètres de l'installation, il faut un écran LCD. La commande des appareils se fait via des relais électroniques (combinaison optocoupleur + triac)

Commande à distance

La commande à distance se compose d'un écran LCD de Farnell commandé via le port sériel de l'ordinateur. Le module fournit les températures ambiantes et le régime de fonctionnement. Le chauffage effectue un cycle hebdomadaire, mais il est possible de le modifier rapidement: je suis parti pour x heures (arrêt du chauffage), je prends un bain (plus de chaleur dans la salle de bains), je vais dormir (arrêt du chauffage au living),...

La commande passe par l'interface K8000 de Velleman. Les ordre sont donnés par 8 boutons-poussoirs. La réponse est donnée par 8 sorties analogiques qui commandent des leds bicolores (rouge: fonction en attente, vert: fonction en exécution). Les sorties analogiques peuvent aller dans le positif et le négatif, c'est pour cela que j'ai choisi les sorties analogiques.

J'utilise 8 entrées numériques pour les boutons. mais comme je veux disposer de plus de boutons que je n'ai d'entrées, j'ai dû utiliser un petit truc. A chaque bouton enfoncé correspond deux entrées numériques sur la carte (logique par diodes). Cela me permet de définir 28 boutons-poussoirs (7+6+5+4+3+2+1 combinaisons possibles) avec 8 entrées numériques. Il y a des boutons poussoirs dans différents locaux pour enclencher des fonctions spécifiques.

L'exemple donné ici utilise 6 boutons (a à f) et 4 entrées (1 à 4): à chaque bouton enfoncé correspond deux entrées au niveau bas. Evidemment, plus il y a d'entrées, et plus je dispose de boutons.

J'ai pensé utiliser le scan matriciel qui me permet d'utiliser encore plus de boutons avec moins de lignes, mais ce n'est pas réalisable en pratique. Tout d'abord, il faut utiliser une carte K8055 au lieu d'une carte K8000. La carte K8000 avec son interface parallèle I2C est trop lente et sa commande trop complexe si on veut générer suffisamment rapidement un scan code. Pour changer un niveau sur une des lignes de scan, il faut envoyer toute une série de signaux. Comme les niveaux changent continuellement en cas de scan matriciel, l'ordinateur est continuellement occupé à envoyer des signaux sur le port parallèle et n'a plus le temps de faire autre chose.

Le K8055 utilise un interface usb: le programme envoie un ordre via un module DLL qui effectue les opérations d'interface. Le programme en lui-même n'est pas ralenti. Ce module K8055 est un bon candidat pour d'autres raisons: il dispose de trop peu d'entrées et de sorties analogiques (2, ce qui est bien trop peu). Avec un switch électronique de type 4066, il est possible d'envoyer 4 signaux analogiques à tour de rôle vers une ligne de numérisation. Il est possible d'ajouter jusqu'à 4 modules K8055 à un ordinateur.

La combinaison de scan matriciel peut à la fois être utilisé pour détecter quels boutons sont enfoncés et pour commander les interrupteurs pour sélectionner un des signaux à numériser.

Modules de puissance

Crydom CTX240D3Q
Petit mais super puissant: un solid state relais de Crydom CTX240D3Q (fournisseur Farnell).

Chacun de ces modules a 4 relais électroniques à bord. Chaque relais commute lors du passage à zéro (ce qui élimine les parasites à la commutation). En plus, chaque sortie de puissance est équipée d'un filtre boucherot (un condensateur de 0.1 μF et une résistance de 220Ω en parallèle sur la ligne d'alimentation de la charge) pour vraiment éliminer toutes les perturbations.

La tension de commutation est de 4 à 10V et est fournie par l'ordinateur. Le courant demandé est de quelques milli-ampères, qui sert à allumer le led interne pour faire fonctionner le triac.

Les relais électroniques commandent les vannes des radiateurs, l'alimentation électrique de la chaudière et la pompe de circulation d'eau à différents régimes.

Sais-tu qu'un circulateur consomme 75W en continu? Souvent, il n'est pas nécessaire que la pompe tourne si vite: avec une tension de 60V et un duty cycle de 50% je maintiens toute ma maison au chaud. J'ai besoin de 50V pour faire démarrer la pompe, mais alors elle tourne trop rapidement: c'est la raison de la commande par duty cycle. Quand il y a un grand besoin en chaleur pour réchauffer la maison, le circulateur tourne évidemment plus rapidement. La puissance requise varie de 6 à 35W selon les besoins.

La puissance du moteur est réduite par un condensateur de plusieurs microfarads (qui sert de résistance sans pertes). Les deux niveaux de puissances les plus bas sont atteints par deux valeurs de condensateur différentes, tandis que la puissance maximale est atteinte en plaçant les deux condensateurs en parallèle.

Attention lors de l'utilisation de condensateurs: ils doivent être conçus pour une tension de fonctionnement de 400V∼ (le bobinage du moteur agit comme self-induction). Commence les mesures avec de petites valeurs (3μF) et augmente au fur et à mesure. Laisse toujours un voltmètre branché au moteur.

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