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...

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

* Port D pour les données des afficheurs 7 segments

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

* Port E pour les sorties

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

[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 :

PCB de la platine de 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 :

PCB de la platine de 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 :

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