Recette N°2

Le tableau électrique devient plateforme domotique

Faite de la place dans votre tableau électrique pour une carte Raspberry pi zéro armée d'une carte NadHAT et d'une carte Automation pHAT ainsi que de quelques relais, vous pourrez contrôler à distance le chauffage, lumière, et autres depuis votre téléphone portable.

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L'équipe Garatronic était présente le 27 et 28 avril derniers à Nevers au RNRPI3. Au menu des démonstrateurs, la recette n°3 permettait de voir les capacité d'une mezzanine de trois cartes pour démarrer le coeur d'une centrale domotique pilotable par GSM. L'association de ces trois cartes : le micro-ordinateur très low cost Rasberry Pi zéro associé à une carte GSM/GPRS NadHAT v1 Garatronic ainsi qu'une carte d'entrées/sorties Automation pHAT Pimoroni permet le pilotage de trois relais n'est pas nouvelle. C'est cette mezzanine de trois cartes que j'avais déjà mis en oeuvre pour la réalisation du poêle électronique piloté par SMS. Ici, seul l'afficheur e-ink a été ajouté.

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Revenons un jour en arrière pour voir le coffret démonstrateur fermé, photo prise à côté du compteur Linky équipé du dongle BT en cours de développement dont nous parlerons dans la recette n°4. Le coffret étanche Famatel 12 modules (ici sans sa porte) provient de l'enseigne Brico Dépot. Renseignement pris, il semble que la marque Famatel produise principalement ses coffrets en Europe et plus particulièrement en Espagne. Le démonstrateur a ensuite passé tout son temps sans ce capot, ce sont ses tripes qui sont intéressantes.

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La vue générale du démonstrateur avec de gauche à droite : un fusible réarmable de 10A, une alimentation AC/DC 5V 2.4A, la mezzanine de cartes surmonté de l'afficheur e-ink et de son enjoliveur, deux modules relais et une prise pilotée. Le second relais sert à commander l'alimentation de la douille d'ampoule E27 dont on aperçoit le culot en haut à droite de la photo.

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Vue en plongée, on découvre le câblage du côté haut, plutôt réservé à la partie basse tension 5V. J'ai sacrifié un câble USB vers micro-USB afin d'alimenter la mezzanine par le connecteur micro-usb de la carte Raspberry Pi zéro. J'ai réalisé la commande des relais avec un bout de fil jarretière monobrin, reste d'occasion lors du remplacement de mon câble téléphonique vieux de 40 ans.

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Vue en contre-plongée, on découvre le câblage du côté bas, plutôt réservé à la partie 220V réalisé avec du câble électrique monobrin de section 1.5mm2, convenant bien pour un courant de 10A tout en restant facilement (dé)formable.

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Passons à la revue de détail. La largeur du boîtier Garatronic est de 108 mm, soit six modules de 19mm. La fixation est faite par deux perçages du rail DIN avec un forêt métal de 6 mm, entraxe de 92mm et de deux boulons M5x20 + écrous, enfilés par l'arrière du rail. Ce boitier, lorsqu'il sera mis au catalogue Garatronic, sera livré à minima avec deux molettes filetés M5 plutôt que de deux écrous métal.  Sur ce démonstrateur, l'afficheur monté est un afficheur e-ink de 2,13 pouces Waveshare, avec un boîtier PI0 basic option afficheur e-ink ainsi qu'un cadre enjoliveur spécialement imprimé avec un filament PLA gris clair, RAL7016 pour se fondre avec les autres modules.

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Cette fois-ci, il s'agit de commuter des charges jusqu'à 8A en 220V, ce que fait bien le relais Finder 50.12.9.005.5000 avec une tension de bobine à 5V (le capot de ce relais est jaune translucide et non pas bleu comme sur la photo). Le relais est monté sur rail DIN 35mm avec un porte fusible Finder 95.05SPA, sur lequel j'ai ajouté le module additionnel Finder 99.02.9.024.99 permettant de visualiser l'alimentation de la bobine. Il faut compter sur un budget de 18 euros TTC pour acquérir ces trois éléments, et réaliser un canal de charge de 8A ou 1600W. L'abandon de la visualisation de l'état de la bobine ramène le prix à environ 14 euros TTC. Pour rappel, la dispose de trois sorties permettant de commander une bobine de relais. Le petit relais présent sur la carte pourra lui être utilisé pour piloter un contact sec type thermostat de chaudière, en très basse tension et courant.

Enfin, pour envisager de commuter des charges plus importantes, il conviendra d'ajouter au système une petite alimentation AC/DC de 24V afin de pouvoir envisager la commande de bobines de relais plus puissants. Vérifiez bien que le courant de sortie de l'alimentation est compatible avec la somme des courants de bobines du/des relais.

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Puisque nous parlons alimentation, revenons à gauche du coffret. Le fusible réarmable SIEMENS fait office d'interrupteur marche/arrêt sur le coffret. Viens ensuite l'alimentation MEAN WELL DR-15-5 qui assure l'alimentation de l'ensemble des composants de la mezzanine ainsi que la consommation des bobines de relais (bobine 5V de 700mW soit environ 150mA par relais). Le courant de sortie de  2,4 ampères. A noter, et si le noir ne vous dérange pas, la toute nouvelle MEAN WELL HDR-15-5 fera l'affaire en lieu et place, pour un prix quasiment divisé par deux !

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L'antenne GSM est ici une antenne adhésive Molex 105263 qui convient parfaitement pour un montage en coffret plastique. Collée en position supérieure à proximité du plan de joint du boiter, elle remplit correctement son rôle pour assurer un niveau de réception optimum dans un environnement confiné. J'ai ajouté un plot de colle thermo-fusible au départ du câble coaxial de l'antenne, zone assez fragile. Attention aux manipulations du petit connecteur coaxial d'antenne. Il convient de ne jamais le déconnecter en tirant sur le câble mais plutôt en agrippant les deux bords dans l'axe du câble et en tirant verticalement. Pour le remontage, un petit clou à tête plane permet d'appuyer uniformément sur le corps du connecteur afin de l'enficher. Veuillez à ce que la plateforme du connecteur reste coplanaire au circuit imprimé lors. La pression à exercer est faible, quelques newtons (centaines de grammes). Ne forcez pas, vérifiez bien le positionnement lors de la poussée. Autre précaution importante, la carte NadHAT ne doit JAMAIS être sous tension sans une antenne branchée, au risque de détruire l'étage de sortie du module SIM800C.

Côté logiciel, pas de changement, nous reprenons l'outil de programmation graphique Nodered comme décrit dans le tutoriel d'Ingrid. A noter également sur le même sujet l'excellent travail réalisé par Olivier sur le blog domotique-info.fr

N'hésitez pas à réagir ou à nous contacter si une recette vous trotte dans la tête.

Frédéric Pierson