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Commande d'appareils électriques par ordinateur
Ce document présente une manière économique d’exécuter certaines commandes sur une installation électrique (prises de courant, éclairages, arrosage automatique, ..) par ordinateur, depuis son domicile ou par le biais d'internet.
Les possibilités d’exploitation sont très vastes, le système présenté étant personnalisable et évolutif. Il est par exemple possible de créer son propre système d’alarme anti-intrusion, mais cela dépasse le cadre de notre article. Nous nous contenterons ici d’en dresser les principes de base, exemples à l’appui.
Le principe :
Prenons le cas d’une commande d’éclairage. Vous disposez d’un éclairage extérieur (projecteur) commandé par un interrupteur (simple allumage). Vous aimeriez commander ce même éclairage depuis un ordinateur, tout en conservantla commande par interrupteur.
Il nous faut alors un appareil capable de communiquer avec un ordinateur, et d’effectuer des commandes électriques. Il existe pour cela des « cartes relais avec contrôle par adresse IP ». Ces cartes électroniques doivent être reliées à un réseau informatique. Il suffit pour cela de relier la carte à votre box d’accès internet. L’adresse IP est un numéro unique permettant d’identifier un appareil sur un réseau informatique, local ou internet. Une fois cette carte reliée au réseau, vous pouvez lui communiquer des instructions depuis un ordinateur (allumage/extinction), mais aussi recueillir des informations (état : allumé/éteint).
Pour qu’ensuite la carte relais agisse sur votre installation électrique, elle est munie de contacts (les sorties), qui s’ouvrent ou se ferment selon les instructions qui lui auront été communiquées.
La partie électrique
Comment utiliser ces contacts :
Les contacts sont représentés sur nos schémas à l’état repos, c'est-à-dire l’état dans lesquels ils se trouvent sans qu’aucune instruction n’ai encore été envoyée.
Seul un de ces contacts (NO ou NC) sera utilisé. Pour notre éclairage extérieur nous utiliseront le contact NO, qui donc sera fermé lorsque la sortie n°1 sera active.
Ces contacts ne tolèrent que de très faibles passages de courant, de l’ordre de 1 à 5 ampères, insuffisant pour nos appareils électriques. Il nous faudra par conséquent ajouter un contacteur intermédiaire.
Le contacteur est un dispositif de commande. Il comporte une bobine électromagnétique, qui lorsqu’elle est alimentée ferme des contacts, permettant ainsi l’alimentation d’un circuit séparé.
La bobine du contacteur est alimentée par le biais du contact NO de la carte relais. Lorsque la sortie 1 est active, le contact NO se ferme laissant passer le courant dans la bobine du contacteur. Les contacts de ce dernier se ferment à leur tour, laissant ainsi passer le courant vers la lampe.
Pour plus de commodité, les contacteurs de nos schémas seront représenté ainsi :
Bornes A1 et A2 : bobine du contacteur (commande)
Et notre interrupteur existant dans tout ça ?
Nous allons l’y ajouter, et procéder à d’autres modifications. Notre carte relais fonctionnant en 12 volts continu, il nous faudra ajouter une alimentation à notre schéma, qui transformera notre 230v alternatif.
Nous allons également protéger indépendamment la partie commande (carte relais et contacteur) de la partie puissance (lampes), car la lampe peut ne pas être seule sous sa protection actuelle. Cela nous évitera notamment de couper plusieurs éclairages si un défaut électrique survenait dans la partie commande.
Voici donc le schéma électrique de notre éclairage extérieur dans sa globalité :
Seules 4 sorties ont été représentées, mais vous pouvez en avoir davantage selon le modèle choisi. Nous retrouvons notre interrupteur qui placé ainsi sera en mesure de « forcer » la commande du contacteur, et donc des lampes qu’il dessert.
Matériel requis & coût :
Ordinateur personnel, connecté à un réseau local et/ou à internet
Carte relais IP (ici une Web Relay Board, autour de 80 euros sur Ebay)
1 alimentation pour la carte relais, selon le modèle de la carte (ici 7,5 à 12 V continu, peut être récupérer d’un ancien appareil).
1 protection 2 ampères pour la partie commande (carte et dispositifs de commande – autour de 12€)
Accessoires de montage, câblage (autour de 30 euros)
Box d'accès internet (modem) ou concentrateur réseau (à partir de 20 euros)
Modules de commande pour tableau électrique selon l’application (contacteur, thermostat, minuterie, ..)
1 câble Ethernet droit (cordon informatique RJ45)
Mise en service et paramétrage
Mise en service :
La partie électrique maintenant terminée, nous allons pouvoir mettre en service notre carte relais.
Reliez la carte relais à votre box via le câble Ethernet RJ45, après quoi vous pouvez alimenter la carte depuis votre alimentation 12V. La Led orange de la carte doit clignoter puis devenir fixe. Une autre Led, verte, doit se mettre à clignoter. Cette dernière indique que la carte est bien reliée au réseau et quelle communique avec celui-ci.
La carte est fournie avec un petit utilitaire, « discover device.exe », qui une fois lancé, la détectera sur le réseau et nous indiquera son adresse IP. Pour rappel, l’adresse IP est un identifiant unique permettant de différencier plusieurs composants raccordés sur un même réseau, local ou internet), un peu comme un numéro de téléphone propre à chaque abonné.
Le navigateur internet (Firefox, Internet Explorer,..) jouera le rôle du combiné téléphonique. C’est l’outil nous permettant de communiquer avec notre interlocuteur, la carte relais. C’est donc par notre navigateur qu’il nous faudra passer pour envoyer les ordres de commutation et visualiser en retour l’état des sorties.
Saisissez l’adresse IP de la carte relais dans la barre d’adresse de votre navigateur puis validez, puis mettez cette page dans vos favoris ou en lien sur votre bureau pour vos visites futures.
Vous voici maintenant sur l’interface de votre carte relais, qui n’est autre que la page d’accueil d’un site Web embarqué. Voici ce que vous devriez obtenir :
Relay Satus : Etat des relais (sorties)
La carte que nous avons choisie dispose de 8 sorties. Les voyants placés au dessus des chiffres indiquent quelles sorties sont activées en temps réel.
Digital Input : Etat des entrées
La carte relais bénéficie également d’entrées , qui permettent notamment de contrôler visuellement depuis un ordinateur l’état de vos appareils. Dans notre exemple, les lampes peuvent toujours être allumées depuis un interrupteur manuel, mais actuellement rien ne permet de voir à distance si l’interrupteur est actionné, et donc que les lampes sont allumées.
Les entrées accueillent de simples contacts. Nous pourrions tout aussi bien y raccorder un interrupteur. Tel que représenté ci-après il ne présente aucun intérêt, si ce n’est vous exposer le principe de fonctionnement des entrées :
Chaque entrée est en fait un mini circuit électrique. Notre contact se contentera d’y laisser passer ou non le courant. Si le contact est fermé, l’entrée est considérée comme étant active, et apparaîtra comme tel sur votre écran d’ordinateur :
Entrée active : In1 = 1
Entrée inactive : In1 = 0
Revenons une nouvelle fois à notre exemple. Nos lampes sont actuellement alimentées par l’intermédiaire d’un contacteur bipolaire (2 contacts). C’est le dernier dispositif de commande de notre installation, et c’est le seul qui actuellement est en mesure de nous dire si oui ou non les lampes sont allumées, que ce soit depuis l’interrupteur ou par ordinateur.
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Note importante : Pour la commande d’appareils de puissance (prises de courant, chauffage, motorisation, ..) le neutre devra impérativement passer par le contacteur. Cet exemple n’est donc valable que pour de la commande d’éclairage. Il vous faudra alors choisir des contacteurs munis de davantage de contacts. Il existe des contacteurs de puissance munis de contacts auxiliaires NO /NC. Ces contacts auxiliaires sont justement réservés pour ce genre d’application. Vous trouverez donc par exemple des contacteurs de puissance bipolaires (2 contacts de puissance) avec des contacts supplémentaires à utiliser pour vos circuits de commande (faible puissance). Certaines gammes de contacteurs permettent en outre d’y associer des contacts auxiliaires s’ils n’en sont pas déjà pourvus. Exemple : contact auxiliaire pour contacteur de marque Legrand |
Notez qu’il est également possible d’utiliser les entrées pour agir sur le fonctionnement de l’installation. Nous pouvons par exemple faire en sorte qu’une ou plusieurs sorties soient activée lorsque l’entrée 1 est elle-même active, ou ne l’est pas.
Ces fonctions ne sont pas disponibles en l’état actuel. Il faudra pour se faire entrer dans la programmation de la carte, et ceci dépasse largement le cadre de cet article. Pour aller plus loin nous vous invitions à rejoindre la discussion créée par La_Brosse et consacrée à la personnalisation d'une carte Web Relay.
Nous arrêteront là notre présentation. Pour le reste nous ne ferions que reproduire ce qui figure déjà sur la documentation de la carte relais.
Le constructeur de la carte Web Relay Board sortira en début d’année une nouvelle gamme pour ce produit offrant davantage d’options, et espérons-le à des prix toujours aussi attractifs. Nous ne manqueront pas de l’essayer et de vous la présenter.
c'est pas si compliqué finalement.
Sur le schéma électrique vous branchez un simple allumage directement au contacteur. Dans ce cas la bobine sera en permanence excitée si on appui sur l'interrupteur. Il faudrait un bouton poussoir pour lancer une simple impulsion non ?
Ce n'est pas un télérupteur mais bien un contacteur, donc il faut un contact permanent, qu'il provienne de la carte ou de l'inter, sans quoi les lampes ne seraient allumées que le temps d'impulsion sur le bouton poussoir.
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