LE X10 dans tous ses états !pour la formation et l’information

Sommaire :

Les définitions de la DOMOTIQUELa norme X10Le X10 comment ça marche ?Exemple d’une installation X10 Présentation de quelques constituantsLogiciel ActiveHomePro

Exemples de programmes réalisés avec le logiciel Active Home Pro :

-Eclairage automatique avec détecteur de mouvements-Eclairage automatique basse tension avec télécommandePROGRAMMATION D’UN 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 d’un système automatisé ?

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 l’utiliser ? 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

La norme X10

La domotique est l’informatisation de la maison en vue d’automatiser 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 d’utiliser le réseau électrique existant pour transmettre l’information 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 d’installation 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 l’installation se limitent à savoir brancher un appareil à une prise et utiliser un tournevis pour tourner les "disques " de sélection d’adresse.

-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

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 jusqu’à 256 adresses différentes à condition d’utiliser un ordinateur pour contrôler l’installation. De plus, les signaux X10 qui transitent sur le réseau électrique sont bloqués par les disjoncteurs, ce qui évite d’être parasité par une installation voisine. Pour encore plus de sécurité, il est possible de mettre un module de filtrage en tête d’installation.

Le protocole permet également de faire réagir plusieurs appareils à la même commande en leur affectant la même adresse.

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) c’est 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

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.

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.

Présentation de quelques constituants :Interface programmable

Émettrice d’ordres par courants porteurs au protocole X10Réceptrice de signaux radio fréquence (RF 433 Mhz) X10Transfert des programmes à l’aide d’un câble USB.Nom du composant : CM15 (notice)

Logement de pile 9 Volts, celle-ci assure le stockage du programme si l’interface est débranchée ou en cas de panne de courant.Sans pile il faudrait recharger le programme.

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)

Boutons de mise en service du module

Sélecteurs d’adresse du module

Interrupteurs de sélection du mode de fonctionnement du module

Contact isolé permettant d’alimenter un récepteur électrique en basse tension

Détecteur de mouvement crépusculaire et diurne.

Son adresse par défaut est A1.

Nom du composant : MS13

Antenne Témoin de détection

Vue d’ensemble

Logement des piles

Boutons de réglage (voir notice)

Fenêtre de détection

Télécommande RF KR22

Par défaut, les boutons adressent les modules suivants :

A1, A2, A3, A4 en allumés ou éteints

(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 d’un émetteur X10 situé dans une autre pièce de la maison.

Il peut être adressé par deux sélecteurs rotatifs au moyen d’un petit tournevis.

Il ne peut pas commander une lampe basse consommation (fluo compacte) ou à LEDS (220 Volts).(Voir notice)

LM12 Module Lampe pour prise

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 d’apprentissage long

Un exemple de macro instruction :

Elle permettent l’automatisation, la répétition de tâches en fonction d’un évènement déclencheur (Trigger)

PROGRAMMATION D’UN ECLAIRAGE AUTOMATIQUE

AVEC DETECTEUR DE MOUVEMENTS

Eclairage automatique avec détecteur de mouvements 1/8

Ordinateuret logiciel Active

Home Pro

Interface automateProgrammable

Récepteur sans filet modulateur de courant

porteur

Détecteur de mouvements sans fil autonome

Récepteur électrique

(une lampe)

Module récepteur de courants

porteurset actionneur

Les constituants à mettre en œuvre :

Réseau électrique 220 V de l'habitation

Câble USB

L’ordinateur, l’interface, et le module sont reliés sur le réseau électrique de l’habitation.L’interface est également reliée à l’ordinateur par un câble USB. Il va servir à transmettre des ordres et à télécharger des programmes dans l’interface.La lampe est branchée sur le module. Elle peut donc être commandée à distance via le réseau électrique de l’habitation et être située par exemple dans une autre pièce que l’interface.Le détecteur de présence transmet ses information de détection ou compte rendu à l’interface programmable par ondes radio. Le détecteur de présence peut être positionné dans une autre pièce que l’interface.

Réseau électrique 220 V de l'habitation

Câble USB

Dans un premier temps l’utilisateur teste la réponse du module et contrôle les modes d’extinction et l’allumage de la lampe

par courant porteur

Chaîne d’informations

Chaîne d’énergie

Eclairage automatique avec détecteur de mouvements 2/8

Eclairage automatique avec détecteur de mouvements 3/8

Cliquer sur + (Rooms) pour créer une nouvelle pièce virtuelleAppelons-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

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 d’éclairement de la lampe symbolisé à l’écran 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 d’acquisition

Eclairage automatique avec détecteur de mouvements 4/8

Faire glisser le dessin :

Motion Sensor vers la partie correspondant à la pièce.

Adresser le détecteur en B1

(c’est son adresse par défaut).

En faisant passer votre main devant le détecteur, on constate l’animation 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 l’interface. Une fois le téléchargement accompli et la pose du détecteur réalisée, le système devient autonome. On peut alors débrancher le câble USB et éteindre l’ordinateur.

Eclairage automatique avec détecteur de mouvements 5/8

Création d’une 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 l’option : Don’t use condition (pas de programmation horaire). Puis sur le bouton : Finish.

Trigger (déclencheur) correspond à l’évènement 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

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 l’autre 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 s’allumer pendant 1 seconde puis s’éteindre.

Eclairage automatique avec détecteur de mouvement 8/8

Add Else permet de gérer l’autre cas : Pas de détection de mouvement. On peut aussi créer une nouvelle macro instruction en cliquant sur l’option + Macro

REMARQUE : Pour des raisons de simplicité, les macros sont crées dans la même pièce virtuelle.

PROGRAMMATION D’UN ECLAIRAGE FONCTIONNANT EN BASSE TENSION

AVEC UNE TELECOMMANDE

Eclairage automatique basse tension avec télécommande et détecteur de mouvements

Le matériel :

Quelques dominos électriquesUne lampe à LED 12 VoltsDu fil électriqueUne alimentation basse tension (Adaptateur secteur 12 Volts)

Le montage électrique :

Alimentation 12 VoltsAdresser le récepteur de courant porteur en B1 par exemple

Sélecteur 1 sur : ContinuousSélecteur 2 sur : Relay only

PROGRAMMATION D’UN 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 1On 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 l’éteindre en appuyant une fois sur le bouton OFF 2

PROGRAMMATION D’UN ECLAIRAGE FONCTIONNANT EN BASSE TENSION AVEC UNE TELECOMMANDE 2/7

- Se placer dans la pièce virtuelle : My Room- Cliquer sur : Appliances.- Glisser le module : UM7206.- L’adresser en B1

PROGRAMMATION D’UN ECLAIRAGE FONCTIONNANT EN BASSE TENSION AVEC UNE TELECOMMANDE 3/7

Créer une nouvelle macro :

- Pas de condition.

- Le déclencheur est A1 ON.

- L’action associée est B1 ON.

PROGRAMMATION D’UN ECLAIRAGE FONCTIONNANT EN BASSE TENSION AVEC UNE TELECOMMANDE 4/7

Créer une nouvelle macro :

- Pas de condition.

- Le déclencheur est A1 OFF.

- L’action associée est B1 OFF.

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 D’UN ECLAIRAGE FONCTIONNANT EN BASSE TENSION AVEC UNE TELECOMMANDE 5/7

Créer une nouvelle macro :

- Pas de condition.

- Le déclencheur est A2 OFF.

- Action 1 : B1 OFF.

PROGRAMMATION D’UN ECLAIRAGE FONCTIONNANT EN BASSE TENSION AVEC UNE TELECOMMANDE 6/7

PROGRAMMATION D’UN ECLAIRAGE FONCTIONNANT EN BASSE TENSION AVEC UNE TELECOMMANDE 7/7

Le programme devrait alors ressembler à ceci.

PROGRAMMATION D’UN ECLAIRAGE AUTOMATIQUE BASSE TENSION

AVEC DETECTEUR DE MOUVEMENTSen animations

Cliquer sur l’image pour lancer l’animation

1

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6

Créer une nouvelle « pièce » virtuelle

Initialiser un module et enregistrer le programme

Initialiser le détecteur de mouvements

Créer un sous -programme « macro » pour l’allumage de la lampe

Créer un sous-programme « macro » pour l’extinction de la lampe

Téléchargement du programme vers l’interface

Le résultat :

COUTS DES CONSTITUANTS :

139 €

54,95 € 22,95 €

20 €

20 €

REALISATION COLLECTIVE :

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 l’installation électrique (basse tension)- Réalisation et test d’un programme de pilotage.

Activités possibles

La lampe devra s’éteindre automatiquement si aucun mouvement n’est constaté devant le détecteur de mouvements après un certain temps.

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 l’installation électrique (basse tension)- Réalisation et test d’un programme de pilotage.

Activités possibles

La lampe devra s’allumer et s’éteindre 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 d’objets… Il faut donc faciliter les gestes simples de la vie quotidienne.