Partie 2 : Carte de gestion de la centrale domotique

Schéma de principe de l’unité de gestion :

 

Schéma structurel de l’unité de gestion :

 

Fonctionnement détaillée de l’unité de gestion :

L’unité de gestion du système domotique pilote les différentes unités de commande et gère les signaux reçus des différents capteurs.

a. Mise sous tension ou remise à zéro :

Lors d’une remise à zéro (Mise sous tension, Bouton poussoir en face avant, ou Watchdog, l’unité de gestion :

- initialise le mode de fonctionnement des broches, l’afficheur LCD et teste la présence d’une carte SD

- si la mise à jour de l’heure par NTP est souhaitée, se connecte à un serveur NTP (Network Time Protocol) pour synchroniser l’heure de l’horloge RTC.

   Remarque : la synchronisation de l’horloge se fera au minimum avec une périodicité donnée (par exemple : toutes les semaines).

- initialise la carte Ethernet pour une connexion websocket

- si c’est la première mise en fonctionnement, initialise les variables dans l’EEPROM .

- initialise les sondes de température filaires, les liaisons série, les capteurs de l’alarme, la carte de commande par I2C, les programmations pour les volets et les radiateurs présentes sur la carte SD, la gestion d’emails si elle est souhaitée.

 

b. Fonctionnement de l’unité de gestion :

L’unité de gestion :

- active les sorties correspondantes aux plages horaires (chauffage, volets, …) en fonctions des dates correspondantes,

- mesure les grandeurs (températures, humidité, …) et stocke périodiquement les grandeurs mesurées (sur les dernières 48 heures et journalièrement sur carte SD,

- enregistre l’état de certaines entrées (capteurs, alarme, incendie, fuites, …)

- envoie des données au serveur lorsque celui-ci les demande.

 

c. Connexion au serveur Web :

Le serveur Web sert d’interface et d’interaction avec les clients.

Une connexion avec le serveur Web sera établie lorsque :

- un client distant se connecte pour visualiser les états et grandeurs du système,

- pour modification des paramètres par un client distant,

- un client distant se connecte pour commander certains éléments (volets, portail, …).

L’interface Web se veut simple, intuitive, agréable et utilisable aussi bien par un micro-ordinateur, une tablette ou un smarphone. Cette interface est plus détaillée dans le manuel d’utilisation.

 

Fonctionnement de la partie électronique de l’unité de gestion :

a. Le watchdog :

Le watchdog permet d’effectuer un reset de la carte Arduino en cas de bug. Le boucle du programme envoie un signal au CD 4060. Si celui-ci ne reçoit pas ce signal au bout d’un temps prédéterminé, il envoie un signal de reset à l’Arduino.

b. L’affichage :

L’afficheur est un afficheur LCD de 2 lignes de 20 caractères. Il dispose d’un réglage de contraste. La luminosité est gérée par une cellule photo-électrique. L’affichage s’éteint dans la pénombre au bout d’un temps prédéterminé. Il affiche au démarrage de la centrale : le nom du logiciel, sa version, la date du jour, si le test de la carte SD est correcte, la connexion du NTP, si celle-ci a été demandée. Ensuite, il affiche la date et l’heure, le mode de fonctionnement (Défaut ou normal), le mode de fonctionnement NTP.

Une LED en face avant clignotera à une fréquence d’environ :

• 1 Hz en fonctionnement normal
• 10 Hz en fonctionnement Défaut

 

c. L’horloge :

Pour connaître l’heure, on utilise le DS1307 qui communique avec la carte Arduino par le bus I2C. Si vous utilisez un circuit neuf, il faut d’abord l’initialiser avec l’exemple DS1307RTC setTime disponible dans l’IDE Arduino (après avoir installer la bibliothèque correspondante).

 

d. La carte réseau :

La carte réseau est le shield Ethernet W5100.

 

e. La configuration et le programme de la carte Arduino :

Les paramètres de configuration se trouve dans le fichier « Config_Domomaison.h ».

Le paramètrage est expliqué dans le manuel d’installation et de configuration de la centrale domotique.

Attention : la compilation du programme doit être faite avec l’IDE 1.0.5, mais pas par une version supérieure, car la bibliothèque WebSocket n’est pas compatible. Une modification de cette bibliothèque sera effectuée ultérieurement.

Voici le programme partiel pour la Carte Arduino : Partie 2 la base (10.83 Ko)

ATTENTION : Ce programme partiel ne comprend que le code de base pour le fonctionnement de l'unité de gestion. Au fur et à mesure de l'explication des autres modules, celui-ci sera complété, ceci afin que vous compreniez mieux son fonctionnement. Mais, ce programme partiel n'est pas mis à jour. Pour une utilisation, il est préférable de compiler et téléverser directement la version complète disponible dans la section téléchargement. Par contre, avant compilation, commentez "#define CHAUFCONF et #define MAILCONF" dans le fichier "Config_DomoMaison.h", sinon le programme se bloquera (Je vous expliquerait pourquoi dans les sections "Envoi Mails" et "Chauffage".

Pour le téléversement, vous devez installer les librairies nécessaires à la compilation dans le répertoire "Librairies" de l'IDE Arduno. Ces librairies sont disponibles dans la section téléchargement.

Les données nécessaires au fonctionnement du système de gestion sont stockées dans l’EEPROM. Celles-ci sont listées dans le fichier « Données en EEPROM Arduino.pdf » que vous pouvez téléchargé ici : Donnees en eprom arduino (75.46 Ko)

Les différents messages échangées entre la centrale domotique et l’application Web sont listées dans le fichier « Dialogue entre la centrale et le serveur.pdf » que vous également téléchargés ici : Dialogue entre la centrale et le serveur (56.23 Ko)

Voici les fichiers des schémas et typons au format Kicad et des extractions au format PDF : Carte de gestion domotique (133.44 Ko)

 

f. Utilisation des entrées sorties (broches utilisées)

Les liaisons entre l’unité de gestion et les unités de commande utilisant des courants forts (220V) sont galvaniquement isolées (utilisation d’optocoupleurs) pour limiter au maximum la transmission de tensions parasites et la détérioration de l’unité de gestion par un quelconque défaut électrique.

L’annexe A du descriptif de la centrale domotique DomoMaison 2017 liste toutes les connexions utilisées de la carte Mega 2560. Vous pouvez télécharger ce descriptif dans la section "Téléchargement".

 

Le serveur et l’application Web :

Le serveur utilisé est wampServeur, mais vous pouvez en utiliser un autre ou installer l’application sur un serveur distant, mais celui-ci demandera un abonnement payant.

L’application est détaillée dans le manuel d’utilisation que vous pouvez télécharger : Manuel d utilisation de la centrale domotique au 11 09 2017 (1.11 Mo)

Voici également l'application complète que vous pourrez adapter à votre habitation : Domoserveur 2017 (7.12 Mo)