Contrôle à distance des radiateurs

Envoyé par le 10 Nov 2013

Pouvoir contrôler ses radiateurs automatiquement sans avoir besoin de tous les passer en revue est un confort non négligeable dans une maison, en plus d’être source d’économies d’énergie substantielles. Cependant, l’achat d’un programmateur peut se révéler assez cher, surtout si on veut pouvoir contrôler beaucoup de radiateurs indépendamment. En plus de ça, il n’est pas possible de rajouter le dit programmateur dans un logement en location.

Je vous propose ici une solution moins couteuse faite maison, et sans passage de cable. Cette solution s’applique uniquement pour des radiateurs électriques contrôlables par fil pilote. Cette solution s’appuie en particulier sur ce qui est présenté ici : http://1wire.spyou.org/wordpress-mu/2008/03/08/realisation-d-un-gestionnaire-de-fil-pilote-pour-radiateur-en-1wire/

Commençons par un peu de théorie sur le fonctionnement du fil pilote. Le principe est simple : un signal alternatif modulé est envoyé sur une entrée spécifique du thermostat du radiateur. La modulation utilisée permet de spécifier le mode de fonctionnement souhaité. Dans le cas d’un contrôle centralisé, 3 ordres sont principalement intéressant : confort, éteint, et hors gel. Lorsque le radiateur est en mode confort, il chauffe à la température indiqué par le thermostat du radiateur. En mode éteint il ne chauffe pas, et en mode hors gel il garantit une température comprise entre 6 et 8°C selon les modèles. La liste des ordres avec les modulations correspondantes est très bien détaillée ici : http://bernard.lefrancois.free.fr/pilote.htm.

Pour contrôler un radiateur, il faut donc moduler le signal alternatif. On se concentrera uniquement sur les 4 ordres qui utilisent des alternances complètes du signal, à savoir ! éteint, confort, hors-gel, éco. Moduler le signal alternatif pour ces 4 cas là, cela revient à pouvoir bloquer ou laisser passer des alternances du signal, en fonction de ce qui nous intéresse. Qui dit bloquer une alternance dit diode, et dans notre cas l’élément de base du circuit sera une diode 1N4007 (en fait, deux, une par alternance). Avec ces diodes, nous pouvons donc bloquer ou laisser passer le courant dans un sens ou dans l’autre. Ceci dit, il faut pouvoir contrôler par quelle diode on veut laisser passer le signal. On va donc utiliser un photocoupleur capable de gérer des tensions de plus de 240V, j’ai nommé, le MOC3041.

De manière simplifiée, un photocoupleur est un composant séparé en deux parties :

  • une LED intégrée au circuit qui va permettre d’envoyer une impulsion lumineuse à la deuxième partie pour la controler,
  • un phototransistor, qui est un équivalent du transistor NPN, sauf que le collecteur n’est pas activé par du courant, mais par une impulsion lumineuse.

Si on résume, lorsqu’on allume la LED du MOC, le phototransistor est passant, lorsqu’on l’éteint il est bloquant. C’est donc, de manière simplifiée, un interrupteur contrôlée par une tension continue. Le phototransistor du MOC3041 est capable d’accepter plusieurs centaines de Volts, mais une intensité de moins de 1A. Ceci n’est pas problématique, le fil pilote ne consomme pas grand chose (et heureusement, vue sa fonction).

Maintenant qu’on a trouvé les deux composants principaux du circuit, à savoir la diode et le photocoupleur, on peut le dessiner. Le logiciel utilisé ici est Eagle. On a rajouté un fusible (F1) afin de protéger un peu tout ça, mais il n’est pas très utile. On a sélectionné une valeur de 500mA. X1-2 est « l’entrée » du circuit secteur. Il doit être connecté à une phase de votre installation électrique. Comme on a rajouté le fusible, on peut sans trop de risques utiliser la phase du radiateur que l’on veut contrôler. L’avantage de cette solution est qu’elle permet de déployer un contrôleur par radiateur, et elle limite donc le besoin de passer des cables. X1-1 est le fil pilote, à brancher donc sur l’entrée fil pilote du radiateur. Sur le connecteur SV1, l’entrée 1 est la masse, les entrées 2 et 3 permettent respectivement de controler les alternances positives et négatives du fil pilote.

filpilote

Comme on a le circuit, on peut aisément avoir le typon :

fil_pilote_board

Et ce petit circuit devrait permettre de contrôler les radiateurs. Pour confirmer ça, il a été testé, avec un Arduino pour la génération des signaux sur les entrées 2 (qu’on appellera MOCP) et 3 (qu’on appellera MOCN). Le circuit a été réalisé sur une protoboard est branché à un radiateur. En faisant varier à l’aide de l’Arduino les valeurs sur les entrées MOCP et MOCN, on a pu obtenir ce que l’on souhaitait, à savoir :

  • MOCP=1, MOCN=1 : éco
  • MOCP=1, MOCN=0 : éteint
  • MOCP=0,MOCN=1 : hors gel
  • MOCP=0,MOCN=0 : confort

montage_seul_small

montage_rad

Maintenant que le petit module fil pilote est conçu, il reste à l’intégrer dans une installation domotique qui permettent de gérer le radiateur. Ceci sera le sujet d’un autre article. Un boitier imprimable pour le module est actuellement en cours de réalisation, il sera disponible sur cette page prochainement.

13 Commentaires

  1. Bonjour, effectivement le MOC3041 couplé à arduino marche pas mal pour la commande par fil pilote. Perso j’ai ajouté un registre à décalage 595 pour faire une commande 4 zones de mon chauffage et ça marche bien (j’ai pas mis de fusible par contre)

    • Bonjour,

      j’ai mis le fusible parce que (et j’ai honte) je récupère la phase directement sur la phase du radiateur, vu que l’installation électrique du logement que je loue n’est pas prévue pour ça. Le fusible permet de protéger la partie « fil pilote » de mon radiateur, sachant que j’ai un 20A sur le tableau électrique.

      Les constructeurs préconisent un 2A sur le tableau pour le fil pilote, je suppose que ce n’est pas si utile, mais vu le prix d’un fusible… j’ai préféré rajouter ! 🙂

      J’aime bien l’idée du registre à décalage. Je gère les zones en logiciel depuis mon serveur, mais le registre me permettrait de gagner un fil en entrée, à retravailler !

      Pierre-Henri

  2. Pas mal!
    Ce serait sûrement une bonne idée d’augmenter la distance d’isolation entre le coté 220V et le coté basse tension par contre.
    5mm est la distance habituelle si je me rappelle bien, ça doit se retrouver assez facilement.

    • Bonjour,

      effectivement, ça pourrait être mieux. Là j’ai environ 2mm. Je le ferai dans une prochaine version.

      Pierre-Henri

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  3. Bonjour, je souhaites également contrôler mes radiateurs via leur fil pilote et la solution que vous présentez m’intéresse beaucoup (pas de claquement relais comme j’ai pu voir avec d’autres solutions sur le web).
    Cependant, je n’ai aucune notion en électronique mais plutôt en développement informatique ce qui me sera utile pour la partie Arduino.
    J’ai vu que certains sites web permettent d’usiner des PCB à partir d’un fichier Gerber. Avez vous édité ce type de fichier ? Ou pouvez vous me conseiller un logiciel libre (s’il en existe) permettant d’en éditer un à partir du typon que vous présentez ?
    Merci d’avance pour votre aide.

    • BOnjour,

      avec un peu de retard, sous Linux la suite GEDA permet d’éditer et visualiser les Gerber. Il me semble qu’elle est aussi disponible sous Windows.

      Pour les générer, je passe par Eagle et son « CAM processor ». Le dernier fabricant que j’ai utilisé fournissait les fichiers pour ce logiciel.

      Pierre-Henri

  4. Bonjour
    J’ai utilisé votre solution pour piloter un radiateur depuis un site web.
    Le projet est dispo à cette adresse :
    http://fablab.tech-orleans.fr/index.php/kunena-2013-07-24/partage-idees-envies-projets/26-arduino-fil-pilote-serveur-web

    Merci encore pour ce petit montage simple à utiliser.

  5. Bonjour,

    Question bête mais comment faites-vous pour générer les signaux avec l’arduino :
    Dois-je utiliser des pins analogiques ?

    void setup() {

    pinMode(12, OUTPUT);
    pinMode(13, OUTPUT);
    }

    void loop() {
    digitalWrite(12, LOW);
    digitalWrite(13, LOW);

    }

    Correct ?

    Merci

    • Euh… Non. Il faut utiliser les E/S digitales pour envoyer un signal TOR aux MOC et les configurer dans 1 des 4 cas suivants :
      MOCP=1, MOCN=1 : éco
      MOCP=1, MOCN=0 : éteint
      MOCP=0,MOCN=1 : hors gel
      MOCP=0,MOCN=0 : confort

      Bonne continuation

  6. Bonjour,
    A partir de votre travail, dont je vous remercie, j’ai réalisé un montage pour commander un radiateur par téléphone via un Arduino uno et un MOC3541 : le MOC passant alimente en 220V une sortie pour le fil pilote.
    Tout fonctionne bien sur table, un testeur électrique sur la sortie s’allume quant le MOC est passant … mais s’éteint dés que je connecte le fil pilote du radiateur EJ.M109.5.FPFS placé sur « Prog »… et redevient passant quand je déconnecte le radiateur (le même testeur reste en permanence allumé sur l’entrée du MOC ) !
    Sauriez-vous pourquoi le MOC n’est plus passant, comme s’il se mettait en sécurité ? Trop d’intensité ? mais elle ne serait que de 0,5 milliAmpère Pb du radiateur.
    Que puis-je faire ?
    Cordialement

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