Arduino et prises commandées (2 – matériel)

 Arduino philie  Commentaires fermés sur Arduino et prises commandées (2 – matériel)
Mai 012014
 

Arduino

Commande de prises électriques, éclairages…

par transmission 2.4GHz

Matériel

 

Je m’appuie sur des Arduino UNO R3 pour le développement mais je passerai rapidement sur des Arduino NANO pour la mise en œuvre (plus petit, consommant moins, moins chers).

Carte UNO R3           Carte UNO NANO

 

Pour la transmission, j’ai commencé avec les modules les moins chers (ceux qui ont l’antenne imprimée en L) ; les tests sont rapidement concluant, sauf pour la portée (le premier module étant au sous-sol, cela fonctionne sur 1 ½ étage dans la maison et jusqu’à quelques mètres à l’extérieur). Je vais donc tester également les modèles dont l’antenne est imprimée en « grecque ».

nRF24L01-1     nRF24L01-2     nRF24L01-3

 

Le câblage de ces modules n’est pas très simple car les sérigraphies sont minuscules. Pour rappel :

nRF24L01 - 4

nRF24L01                 Arduino UNO PIN
GND                          GND
VCC                          3V3 (IMPORTANT !!)
CE                              8
CSN                           7
SCK                           13
MOSI                        11
MISO                        12

NB : le raccordement de CE et CSN est programmable dans le sketch; les autres signaux (MOSI, MISO et SCK) sont imposés de par l’utilisation de la liaison SPI.
NB2 : l’alimentation se fait impérativement en 3.3V. les autres signaux sont câblés en direct (les entrées du nRF supportent le 5V, les entrées de l’Arduino « reconnaissent » le 3.3V.).

 

Concernant l’alimentation des modules « récepteurs », je souhaitais une alimentation minimaliste, notamment en taille ; exit donc le transformateur et le régulateur et place à une alimentation direct secteur ; oui, oui, c’est dangereux si l’on n’y prend pas garde mais dans les faits, en travaillant en 2 temps (programmation en alimentation simple, pile ou USB, puis intégration dans un boitier tout plastique), on ne prend pas de risque majeur.

==> Schéma à venir après tests.

 

Pour la commande des sorties tout ou rien (arrêt-marche d’appareil), je me suis tourné vers les « solid state relay » ou relais électroniques ; avantages : une isolation complète (qui ne me sert en fait pas mais simplifie la commande), une facilité de mise en œuvre, une commutation au 0 secteur donc sans parasite (ou presque suivant ce que l’on commande), une variété de modèles suivant la puissance que l’on souhaite commander ; inconvénients : renchéri éventuellement le prix par rapport à un relais, prend un peu plus de place pour les modèles pas chers sur « TheBé » (photo de gauche).

Relais SS -1      Relai SS-2     Relai SS-3

 

Ensuite, le choix était de rendre « intelligents » ou pas les modules récepteurs, à savoir leur envoyer les ordres à chaque modification d’état ou leur envoyer une programmation, de type horaire, pour les rendre autonomes.

C’est ce choix que j’ai fait, en leur adjoignant un module RTC (Real Time Clock / horloge temps réel) ; ces modules sont peu chers, se programment facilement et sont munis d’une pile, rechargeables ou non, qui leur donne une très grande autonomie (plusieurs années).

RTC - 1      RTC - 2

Pour cette application qui ne fait appel à aucune fonction spécifique, les différents modèles DS1302, DS1307, DS3234 sont utilisables.

 

Tout ces matériels se trouvent facilement sur « TheBé » avec des variations de prix importantes pour, pas forcément, des différences de qualités marquées; il faut donc faire sa sélection en tenant compte, pour certains sites, des frais de livraison (souvent nuls sur les sites chinois). Attention également aux délais qui peuvent atteindre plusieurs semaines.

 

SUITE : voir article sur les protocoles de transmission

Arduino et prises commandées (1 – historique)

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Mai 012014
 

Arduino

Commande de prises électriques, éclairages…

par transmission 2.4GHz

Historique.

 

Le besoin de départ (début 2014) a été de remplacer des modules X10 (prises et éclairages) pour d’une part fiabiliser les transmissions, d’autre part, augmenter les possibilités et enfin, réduire les coûts dans la mesure du possible.

Plusieurs technologies existent mais, dans beaucoup de cas, restent d’un niveau financier un peu élevé dès que l’on veut déployer plus de quelques modules ; c’est le cas par exemple du Zwave. Il faut en revanche noter les avantages de telles technologies, elles sont puissantes, fonctionnent en général avec une box spéciale qui permet notamment l’interfaçage avec les smartphones (donc de la surveillance ou des commandes à distances).

Points noirs pour l’amateur bricoleur, ces technologies sont fermées sur le plan du protocole de transmission; on ne peut donc pas acheter un ensemble de base et développer ses propres modules autours.

De plus, comme j’en avais la possibilité avec le X10, je souhaitais disposer de module prise à brancher directement, et également de modules à câbler (pour intégration dans un boitier).

Dans le même temps, à l’instigation d’un collègue éclairé, j’ai commencé à bricoler avec des modules Arduino et j’ai donc décidé de développer mon propre système.

La liaison radio sur la bande des 433MHz est déjà très utilisée et les modules Arduino disponibles pour cette bande ne sont pas pléthores et peu performants (puissance – portée).

La liaison sur la bande des 868MHz n’est pas utilisable avec Arduino, faute de modules adaptés.

En revanche, la bande des 2.4Ghz semble le bon compromis : il y a du module à revendre de différente qualité et à tous les prix (notamment sur « TheBaie ») ; les bibliothèques existent, les tutoriaux aussi, la portée va de correcte à très bonne (suivant le type de module / antenne).

C’est donc le choix que j’ai retenu.

NB : bien que ce soit sur la même bande de fréquence que le WiFi, il ne s’agit pas de transmission Wifi, bien plus complexe à manipuler (pour moi en tous les cas).

SUITE : voir article sur les matériels