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LE X10 dans tous ses états ! pour la formation et linformation Sommaire : Les définitions de la DOMOTIQUE La norme X10 Le X10 comment ça marche ? Exemple.

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1 LE X10 dans tous ses états ! pour la formation et linformation Sommaire : Les définitions de la DOMOTIQUE La norme X10 Le X10 comment ça marche ? Exemple dune installation X10 Présentation de quelques constituants Logiciel ActiveHomePro Exemples de programmes réalisés avec le logiciel Active Home Pro : -Eclairage automatique avec détecteur de mouvementsEclairage automatique avec détecteur de mouvements -Eclairage automatique basse tension avec télécommande PROGRAMMATION DUN ECLAIRAGE FONCTIONNANT EN BASSE TENSION AVEC DETECTEUR DE MOUVEMENTS En 6 animations Coût des constituants Exploitation au niveau 4 e : Comment gérer un projet de conception et de réalisation dun système automatisé ?

2 La domotique : La définition : La domotique c'est l'informatique appliquée à l'ensemble des systèmes de régulation, de gestion, de communication et de sécurité concernant l'habitat et les tâches de la vie quotidienne. Quel est son but ? La domotique permet d'améliorer le Confort, la Sécurité et la Fonctionnalité de l'habitat. Quand intervient-elle ? Lors de l'utilisation d'appareils électriques. Qui peut en avoir besoin ? La domotique s'adresse au simple bricoleur ainsi qu'à toute personne ayant besoin d'automatisation dans la maison (pour les handicapés par exemple) Où pouvons-nous lutiliser ? Dans l'habitat Comment ça fonctionne ? La domotique est basée sur la mise en réseau des différents appareils électriques de la maison. Les informations passent par le réseau électrique. Université de Sherbrooke (Québec) Département de génie électrique et de génie informatique « On regroupe sous l'appellation domotique l'ensemble des technologies de l'électronique, de l'informatique et des télécommunications qui sont utilisées dans les domiciles pour rendre ceux-ci plus «intelligents». La domotique vise donc à intégrer dans un tout cohérent différents systèmes assurant des fonctions de sécurité, de confort, de gestion d'énergie, de communications, de divertissement, d'éducation qu'on retrouve dans une maison ». Le Petit Larousse, de son côté, définit la domotique comme : « Concept d'habitat intégrant tous les automatismes en matière de sécurité, de gestion de l'énergie, de communication, etc. » Un élément suffisamment rare dans une définition de dictionnaire pour être ici noté : la présence d'un « etc. » qui en dit long sur l'imprécision et le caractère ouvert de la domotique. Les définitions de la DOMOTIQUE

3 La norme X10 La domotique est linformatisation de la maison en vue dautomatiser des actions prédéfinies. Ces techniques connaissent un grand succès aux Etats-Unis mais elles restent très peu développées en France. Un des freins au déploiement de la domotique est la nécessité de recréer une infrastructure de communication dans la maison pour transmettre les ordres entre la centrale de commande et les différents appareils. Pour pallier à cet inconvénient, la norme X10 propose dutiliser le réseau électrique existant pour transmettre linformation et commander les différents appareils de la maison. Il est ainsi possible de créer un réseau entre les différents appareils électriques de la maison sans faire dinstallation lourde et donc avec un budget léger. - Aucun câblage supplémentaire ne doit être fait pour profiter de cette technologie à la maison. - La faible tension du signal (2.5V) est sans danger pour les appareils électriques du logement - Il est possible de contrôler la maison à travers de simples commandes - les compétences requises pour linstallation se limitent à savoir brancher un appareil à une prise et utiliser un tournevis pour tourner les "disques " de sélection dadresse. -99% des produits X10 sont fabriqués en 110V 60 Hz pour les USA. -Les produits 220V pour la France sont fabriqués en petite série et coûtent deux à trois fois plus cher que sur le marché américain. - En cas de courant triphasé, on doit utiliser un module spécifique. - Les signaux sont bloqués par certains transformateurs. Avantages Inconvénients

4 Le X10 comment ça marche ? La norme X10 utilise des transmetteurs spécifiques qui émettent un signal codé à travers le réseau électrique de la maison. Les récepteurs X10 branchés entre les appareils et les prises de courant détectent ce signal et agissent en fonction du message reçu. Le contrôle des messages est effectué grâce à un tableau de commande, une télécommande ou encore grâce à un ordinateur, relié à un transmetteur qui relaiera les ordres aux différents modules branchés sur le réseau électrique. Les transmetteurs X10 envoient un signal à basse tension (2,5V) qui est superposé aux 220V préexistants. Tout récepteur X10 branché sur le réseau électrique de la maison peut capter le signal. Néanmoins, les récepteurs répondent uniquement quand le signal est envoyé sur leur adresse. Il est possible d'avoir jusquà 256 adresses différentes à condition dutiliser un ordinateur pour contrôler linstallation. De plus, les signaux X10 qui transitent sur le réseau électrique sont bloqués par les disjoncteurs, ce qui évite dêtre parasité par une installation voisine. Pour encore plus de sécurité, il est possible de mettre un module de filtrage en tête dinstallation. Le protocole permet également de faire réagir plusieurs appareils à la même commande en leur affectant la même adresse.

5 Le protocole X10 permet la communication entre émetteurs et récepteurs par l'intermédiaire de signaux haute fréquence (5 V crète à crète/ 120 kHz) superposés à la tension du réseau électrique (230 V / 50 Hz) [DES COURANTS PORTEURS] Chaque module possède un code lettre (A à P) cest une adresse et un code nombre (1 à 16) La transmission se fait après la détection du passage par zéro de l'onde sinusoïdale par envoi d'une salve à 120 kHz, de durée 1 ms. Un 1 logique correspond à une salve sur l'onde positive suivie d'un silence sur l'onde négative Un 0 logique correspond à un silence sur l'onde positive suivi d'une salve sur l'onde négative

6 La trame dure donc 47 périodes du réseau électrique soit 47 x 20 = 940 ms (presque 1 seconde !) Avec le Start code il y a écoute du réseau : si le réseau est occupé, on ne communique pas l ordre, s il est libre le message est émis 2 fois. Après avoir sélectionné le module auquel on veut s adresser, il faut envoyer la fonction qu il devra exécuter.

7 Les possibilités du X10 dans une installation On peut classer les constituants selon deux catégories : - Les émetteurs : Ce sont les composants qui envoient des ordres aux composants adressés. - Les récepteurs : Ce sont eux qui agissent en fonction des ordres reçus. Le signal de commande des modules s effectue par le réseau électrique grâce au courant porteur. Il consiste à utiliser le réseau EDF comme support de communication : Un émetteur injecte en un point de l installation un signal de très faible puissance superposé à la fréquence du réseau EDF. Les récepteurs connectés à la même installation, perçoivent puis traduisent ces données pour exécuter les opérations.

8 Présentation de quelques constituants : Interface programmable Émettrice dordres par courants porteurs au protocole X10 Réceptrice de signaux radio fréquence (RF 433 Mhz) X10 Transfert des programmes à laide dun câble USB. Nom du composant : CM15 (notice)notice Logement de pile 9 Volts, celle-ci assure le stockage du programme si linterface est débranchée ou en cas de panne de courant. Sans pile il faudrait recharger le programme.

9 Récepteur de courant porteur universel : Il inclut un contact relais isolé et un beeper piezo. Il peut être programmé pour fonctionner comme beeper uniquement, ou comme un contact isolé seulement, ou les deux. Il peut être programmé pour des actions momentanées ou permanentes comme beeper ou comme contact isolé. Le contact sec isolé a un pouvoir de coupure de 5 A sous 24 V. Nom du composant : UM7206 (notice)notice Boutons de mise en service du module Sélecteurs dadresse du module Interrupteurs de sélection du mode de fonctionnement du module Contact isolé permettant dalimenter un récepteur électrique en basse tension

10 Détecteur de mouvement crépusculaire et diurne. Son adresse par défaut est A1. Nom du composant : MS13 AntenneTémoin de détection Vue densemble Logement des piles Boutons de réglage (voir notice)(voir notice) Fenêtre de détection

11 Télécommande RF KR22 Par défaut, les boutons adressent les modules suivants : A1, A2, A3, A4 en allumés ou éteints (Voir notice)Voir notice Module Lampe Il permet sans intervention sur le réseau électrique de connecter une lampe et de déclencher son allumage ou extinction, y compris progressive, à partir dun émetteur X10 situé dans une autre pièce de la maison. Il peut être adressé par deux sélecteurs rotatifs au moyen dun petit tournevis. Il ne peut pas commander une lampe basse consommation (fluo compacte) ou à LEDS (220 Volts). (Voir notice)Voir notice LM12 Module Lampe pour prise

12 Un exemple de programme de pilotage réalisé avec le logiciel Active Home Pro Le logiciel est en anglais mais son principe de fonctionnement ne nécessite pas dapprentissage long

13 Un exemple de macro instruction : Elle permettent lautomatisation, la répétition de tâches en fonction dun évènement déclencheur (Trigger)

14 PROGRAMMATION DUN ECLAIRAGE AUTOMATIQUE AVEC DETECTEUR DE MOUVEMENTS

15 Eclairage automatique avec détecteur de mouvements 1/8 Ordinateur et logiciel Active Home Pro Interface automate Programmable Récepteur sans fil et modulateur de courant porteur Détecteur de mouvements sans fil autonome Récepteur électrique (une lampe) Module récepteur de courants porteurs et actionneur Les constituants à mettre en œuvre : Réseau électrique 220 V de l'habitation Câble USB

16 L ordinateur, linterface, et le module sont reliés sur le réseau électrique de lhabitation. Linterface est également reliée à lordinateur par un câble USB. Il va servir à transmettre des ordres et à télécharger des programmes dans linterface. La lampe est branchée sur le module. Elle peut donc être commandée à distance via le réseau électrique de lhabitation et être située par exemple dans une autre pièce que linterface. Le détecteur de présence transmet ses information de détection ou compte rendu à linterface programmable par ondes radio. Le détecteur de présence peut être positionné dans une autre pièce que linterface. Réseau électrique 220 V de l'habitation Câble USB Dans un premier temps lutilisateur teste la réponse du module et contrôle les modes dextinction et lallumage de la lampe par courant porteur Chaîne dinformations Chaîne dénergie Eclairage automatique avec détecteur de mouvements 2/8

17 Eclairage automatique avec détecteur de mouvements 3/8 Cliquer sur + (Rooms) pour créer une nouvelle pièce virtuelle Appelons-la : testlampe (par exemple) et validons. Cliquons sur Lamps dans Modules pour choisir un récepteur capable de commander la lampe : LM12 Le module doit être glissé posé dans la pièce virtuelle. Choisissons une adresse pour le module, par exemple : B5 Adressons réellement le module avec une adresse identique : B5

18 Effectuons quelques tests (après avoir connecté la lampe) - Allumage et extinction de la lampe en cliquant sur le bouton. - Utilisation du bouton de gradateur pour contrôler le degré déclairement de la lampe symbolisé à lécran par une indication de pourcentage. Dans un deuxième temps : Testons le fonctionnement du détecteur de présence Réseau électrique 220 V de l'habitation Il faut cliquer alors sur le lien : Sensors (capteurs) et glisser poser le constituant : MS13 dans la pièce virtuelle Chaîne dacquisition Eclairage automatique avec détecteur de mouvements 4/8

19 Faire glisser le dessin : Motion Sensor vers la partie correspondant à la pièce. Adresser le détecteur en B1 (cest son adresse par défaut). En faisant passer votre main devant le détecteur, on constate lanimation de cercles de couleur verte qui correspond à la détection de présence Le système est prêt à être programmé. Cette étape va consister à créer un programme réalisant la fonction éclairage automatique puis à télécharger celui-ci dans linterface. Une fois le téléchargement accompli et la pose du détecteur réalisée, le système devient autonome. On peut alors débrancher le câble USB et éteindre lordinateur. Eclairage automatique avec détecteur de mouvements 5/8

20 Création dune macro ou programme Nous allons maintenant définir un programme régissant l'allumage et l'extinction de la lampe en fonction de la détection de mouvement. Dans la barre d'outils, cliquer sur le menu : Macro. Une macro instruction est un programme. Cliquer sur l'option : Next (pour concevoir un programme simple). Choisir loption : Dont use condition (pas de programmation horaire). Puis sur le bouton : Finish. Trigger (déclencheur) correspond à lévènement déclenchant le programme. Trigger B1 permet de déclencher le programme en fonction de la détection de mouvement. Eclairage automatique avec détecteur de mouvements 6/8

21 Que doit faire maintenant le programme si le capteur détecte un mouvement ? Par exemple allumer la lampe pendant 1seconde et éteindre la lampe. Que doit faire le programme si le capteur ne détecte pas de mouvement ? Dans ce cas là, la lampe doit rester éteinte. Add Else permet de gérer lautre cas : Pas de détection de mouvement. Eclairage automatique avec détecteur de mouvements 7/8 On permet de rendre active la macro ou le sous- programme. Dans ce cas là, la lampe sur le récepteur B5 va sallumer pendant 1 seconde puis séteindre.

22 Eclairage automatique avec détecteur de mouvement 8/8 Add Else permet de gérer lautre cas : Pas de détection de mouvement. On peut aussi créer une nouvelle macro instruction en cliquant sur loption + Macro REMARQUE : Pour des raisons de simplicité, les macros sont crées dans la même pièce virtuelle.

23 PROGRAMMATION DUN ECLAIRAGE FONCTIONNANT EN BASSE TENSION AVEC UNE TELECOMMANDE

24 Eclairage automatique basse tension avec télécommande et détecteur de mouvements Le matériel : Quelques dominos électriques Une lampe à LED 12 Volts Du fil électrique Une alimentation basse tension (Adaptateur secteur 12 Volts) Le montage électrique : Alimentation 12 Volts Adresser le récepteur de courant porteur en B1 par exemple Sélecteur 1 sur : Continuous Sélecteur 2 sur : Relay only

25 PROGRAMMATION DUN ECLAIRAGE FONCTIONNANT EN BASSE TENSION AVEC UNE TELECOMMANDE 1/7 EXEMPLE DE PROGRAMME : On voudrait allumer la lampe en appuyant UNE SEULE FOIS sur le bouton ON 1 On voudrait éteindre la lampe en appuyant UNE SEULE FOIS sur le bouton OFF 1 On voudrait allumer la lampe pendant 5 minutes en appuyant une fois sur le bouton ON 2 et léteindre en appuyant une fois sur le bouton OFF 2

26 PROGRAMMATION DUN ECLAIRAGE FONCTIONNANT EN BASSE TENSION AVEC UNE TELECOMMANDE 2/7 - Se placer dans la pièce virtuelle : My Room - Cliquer sur : Appliances. - Glisser le module : UM Ladresser en B1

27 PROGRAMMATION DUN ECLAIRAGE FONCTIONNANT EN BASSE TENSION AVEC UNE TELECOMMANDE 3/7 Créer une nouvelle macro : - Pas de condition. - Le déclencheur est A1 ON. - Laction associée est B1 ON.

28 PROGRAMMATION DUN ECLAIRAGE FONCTIONNANT EN BASSE TENSION AVEC UNE TELECOMMANDE 4/7 Créer une nouvelle macro : - Pas de condition. - Le déclencheur est A1 OFF. - Laction associée est B1 OFF.

29 Créer une nouvelle macro : - Pas de condition. - Le déclencheur est A2 ON. - Action 1 : B1 ON. -Attente de 5 mn : DELAY. - Action 2 : B1 OFF. PROGRAMMATION DUN ECLAIRAGE FONCTIONNANT EN BASSE TENSION AVEC UNE TELECOMMANDE 5/7

30 Créer une nouvelle macro : - Pas de condition. - Le déclencheur est A2 OFF. - Action 1 : B1 OFF. PROGRAMMATION DUN ECLAIRAGE FONCTIONNANT EN BASSE TENSION AVEC UNE TELECOMMANDE 6/7

31 PROGRAMMATION DUN ECLAIRAGE FONCTIONNANT EN BASSE TENSION AVEC UNE TELECOMMANDE 7/7 Le programme devrait alors ressembler à ceci.

32 PROGRAMMATION DUN ECLAIRAGE AUTOMATIQUE BASSE TENSION AVEC DETECTEUR DE MOUVEMENTS en animations

33 Cliquer sur limage pour lancer lanimation Créer une nouvelle « pièce » virtuelle Initialiser un module et enregistrer le programme Initialiser le détecteur de mouvements Créer un sous - programme « macro » pour lallumage de la lampe Créer un sous- programme « macro » pour lextinction de la lampe Téléchargement du programme vers linterface

34 Le résultat :

35 COUTS DES CONSTITUANTS : ,95 22,95 20

36 REALISATION COLLECTIVE :

37

38 Exemple de situation proposée aux élèves : Comment atténuer une situation de handicap cognitif ? Les personnes souffrant de déficiences cognitives ont des difficultés pour mémoriser et évaluer les informations. - Conception et réalisation du support du détecteur de mouvement. - Conception et câblage de linstallation électrique (basse tension) - Réalisation et test dun programme de pilotage. Activités possibles La lampe devra séteindre automatiquement si aucun mouvement nest constaté devant le détecteur de mouvements après un certain temps.

39 Exemple de situation proposée aux élèves : Comment apporter du confort dans une situation de handicap moteur ? - Conception et réalisation du support de la lampe. - Conception et câblage de linstallation électrique (basse tension) - Réalisation et test dun programme de pilotage. Activités possibles La lampe devra sallumer et séteindre automatiquement en fonction des appuis sur les boutons de la télécommande. Les déficiences motrices engendrent une gêne ou une impossibilité de déplacement mais aussi des difficultés de préhension dobjets… Il faut donc faciliter les gestes simples de la vie quotidienne.


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