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Electronique

Automate de commutation EJP (version 1.7)

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Cahier des charges


But du montage : ne pas autoriser le démarrage des lave-linge et lave-vaisselle lorsque l'on se trouve en période 'EJP'
(22 jours par an, répartis de début Novembre à fin Mars)
Rien n'empêche d'étendre ceci à des appareils de chauffage, ou autre four de cuisine...

Le tarif EJP : des prix tout au long de l'année

* le tarif EJP (Effacement des Jours de Pointe) permet de bénéficier pendant 343 jours par an d'un tarif proche de celui des Heures Creuses du tarif Heures Pleines / Heures Creuses
* en contrepartie, le prix du kWh est plus élevé pendant 22 jours par an, étalés entre le 1er novembre et le 31 mars
* cahier des charges du codage EJP pdf3

Note d'EDF : Ce tarif n'est plus disponible à la souscription.


Ce que fait le logiciel :

1) Détection de l'info 'EJP'
Cette info fournie par EDF est subdivisée en deux entrées :
- Préavis
- Asservissement
Cette dernière permet de commuter le système en mode 'EJP' ainsi que le comptage du nombre de jours EJP écoulés.
2) Détection de la sortie de l'horloge, qui permet le démarrage programmé des machines
(sortie inhibée par l'info 'EJP')
3) Décrémentation automatique du compteur sur front montant de l'entrée 'EJP'
(le compteur indique donc en ce cas le nombre de jours restants...)
4) Trois boutons poussoirs permettent :
- de repositionner le compteur à 22 jours
- de décrémenter manuellement le compteur
- de forcer la sortie 'Horloge' même en cas de jour de pointe EJP
5) Visualisation des différents états sur des LEDs :
- Power
- Horloge
- EJP
- Activité µC
6) Visualisation du nombre de jours EJP restants sur des afficheurs 7 segments
7) Mémorisation du nombre de jours à chaque passage EJP, lecture du nombre en mémoire après chaque coupure de courant
8) Durant le mode EJP, le nombre de jours actuel est mémorisé pour pouvoir ensuite être relu après une coupure de courant (différent de l'alinéa 7 car le décomptage se fait au passage à l'état haut de l'entrée 'Asservissement'' et décrémenterait alors le compteur lors du retour du secteur...)
9) Effacement du forçage de la sortie 'Horloge' lors du retour au tarif "Heures Creuses"


Le montage est subdivisé en deux platines :

- Platine Commande et affichage (la gestion s'effectue grâce à un PIC16F877A)
Ports utilisés : A, C, D et E
* Port A pour le multiplexage des afficheurs 7 segments et les 3 boutons poussoirs

  RA0..RA2
RA3
RA4
RA5
→ multiplexage des 3 afficheurs 7 segments
→ bouton poussoir 'Force Horloge'
→ bouton poussoir 'Décrémente compteur'
→ bouton poussoir 'Reset compteur'

* Port D pour les données des afficheurs 7 segments

  RD0..RD7 → 8-bits de données

* Port C pour les entrées, le protocole I2C (mémoire EEPROM série 24C08) ainsi que pour les LEDs

  RC0
RC1
RC5
RC5
RC6
RC7
→ entrée 'Horloge'
→ entrée 'Préavis'
→ entrée 'Asservissement'
→ LED 'EJP'
→ LED 'Horloge'
→ LED 'Activité µC'

* Port E pour les sorties

  RE0
RE1
RE2
→ sortie 'Horloge'
→ sortie 'Préavis'
→ sortie 'Asservissement'


Affichage à LEDs pour signaler :
* l'état des sorties 'Horloge' et 'EJP'
* l'activité du microcontrôleur PIC16F877A (environ toutes les 4 secondes...) par un bref flash de la LED
Afficheurs 7 segments pour le décompte et la visualisation des jours 'EJP' restants
Cette platine délivre également les alimentations (+12V et +5V )

- Platine Puissance (permet l'isolation galvanique totale du montage par rapport au secteur 220V)
Détection des entrées 'Horloge', 'Préavis' et 'Asservissement'
Commande des relais de commutation des appareils à asservir


Les différents fichiers de ce projet sont téléchargeables ici (identifiez-vous auparavant)

* Logiciel développé avec la platine de développement EasyPIC7 et mikroC de mikroElektronika
linkvoir l'article que j'ai écrit à propos de cette fabuleuse carte de développement pour PIC

L'archive comprend l'ensemble des fichiers sources développé sous mikroC.
Le système fonctionne sans problème sous la barre des 2K de la version de démo.
Used RAM (bytes): 29 (8%)  Free RAM (bytes): 323 (92%)
Used ROM (program words): 849 (10%)  Free ROM (program words): 7343 (90%)

* Diagramme synoptique de l'automate

* Liste des composants de cette platine

 

[Edit du 30 octobre 2015:]
J'ai depuis encore travaillé sur le sujet, et ai développé une nouvelle carte de commande totalement fonctionnelle, cette fois en utilisant une carte Ready for PIC animée par un PIC18F4520.
Elle est dotée non seulement des 3 afficheurs 7 segments, mais possède aussi un afficheur LCD 2x16 caractères. L'horloge RTC y est intégrée et elle dispose en outre d'un mémoire EEPROM de type 24C08.
Il me reste encore à dessiner et concevoir la carte de puissance qui intégrera outre les commandes des relais auxiliaires les interfaces isolées grâce à des opto-coupleurs.
L'alimentation fera appel quand à elle à un module compact spécifique, le modèle ECE05US12 de chez XPPOWEROWER.
Ce bloc de conception "à découpage" délivre une tension DC12V / 5W directement depuis le secteur 230V alternatif, avec un excellent rendement de 82%.
→ Lire mon second article le concernant

Schéma de principe de la platine de commande :

schéma de principe

PCB de la platine de commande :

PCB Commande

La platine est un circuit imprimé double-face comportant 3 straps et de nombreux vias.

Pour ce qui est de la platine de puissance, le mode de détection des 3 sources de signaux que sont 'Horloge', 'Préavis' et 'Asservissement' est une première solution, il en existe bien d'autres. En effet, lors de la souscription au tarif EJP, EDF à installé ses 2 relais de commutation sur le tableau électrique, tout en laissant libre les sorties de contacts (NO).
Libre à chacun donc, suivant la manière dont il exploite ces sorties, de concevoir ou modifier l'interface avec la platine de commande. Le schéma que je vous propose ci-dessous est une solution afin de bien comprendre le principe de fonctionnement de mon automate.

Pour l'alimentation et dans le soucis d'économie d'énergie, j'ai fait appel à un bloc à découpage (TRACO TMLM 04225) prêt à souder sur le circuit imprimé. Il délivre les deux tensions +12V et +5V (pour une puissance globale de 3,6 watt) nécessaires au bon fonctionnement de l'ensemble.
Vous aurez sans aucun doute remarqué que j'ai dessiné également une partie alimentation (+5V) sur la platine de commande, elle ne sera pas utile dans le cas présent, puisque fournie par la platine de puissance via les connecteurs de jonction.

Schéma de principe de la platine de puissance :

schéma de principe

PCB de la platine de puissance :

PCB Puissance

La platine est un circuit imprimé double-face comportant quelques vias.

Pour la mise en coffret, on pourra se tourner vers un TEKO P4 par exemple, qui permet l'intégration de platine de 100x160mm...

Bibliographie :

link Article de juillet/août 2000 d'Elektor : Alimentation par le secteur

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