Supervision & Régulation d'un chauffage central (Partie 0) : la conception

Voici le premier projet qui va nous servir de fil rouge pour un petit moment sur le blog. Il s'agit de mettre en place une solution de supervision et de contrôle à distance d'un chauffage central d'habitation au moyen d'un Raspberry Pi.

Comment faire ? par quoi commencer ?

L'idée


J'avoue être un peu égoïste sur ce premier projet, je vais m'intéressé plus particulièrement au cas de mon appartement. Eh oui, il faut bien que mes inventions me servent un peu ! Il n'en reste pas moins que le principe est tout à fait utilisable pour n'importe quel système de chauffage central disposant d'une commande de type TOR (tout ou rien).

L'élément principal du chauffage de mon appartement est bien sûr ma chaudière. Il s'agit d'une vieille chaudière d'appartement, murale, moche, qui consomme beaucoup de carburant ; à savoir du gaz. Je devrais certainement envisager de la changer mais faute de budget, je vais me contenter de faire du "Tuning de Geek". 

L'idée consiste à réaliser un système capable de limiter l'allumage du chauffage au strict nécessaire, tout au long de la journée. Ce qui permet de consommer le moins possible d'énergie. Il faut néanmoins garantir une température suffisante aux horaires de présence dans l'appartement afin que Madame ne se transforme pas en glaçon.

Il me faudra également un écran de supervision qui me permette de visualiser l'évolution de la température dans l'appartement et même de commander le chauffage depuis n'importe où dans le monde.


Le Principe


Afin de pouvoir réaliser le projet, je vais tout simplement utiliser les éléments suivants :
  • le contact du thermostat d'ambiance de la chaudière
  • Un capteur de température pour vérifier la température intérieure
  • Un site météo (encore indéterminé) pour la température extérieure
  • Un relais de commande permettant de simuler le fonctionnement d'un thermostat d'ambiance
  • Le fameux Raspberry Pi pour piloter le tout

 


Les questions


Maintenant qu'on sait ce qu'on veut faire et avec quel principe de fonctionnement, il ne reste plus qu'a répondre aux questions suivantes :
  • Quel OS pour le Raspberry Pi ?
  • Quel relais utiliser ? Comment le connecter au Raspberry Pi ? Comment le commander ?
  • Mêmes questions pour la sonde température !
  • Comment donner un accès à l'écran de supervision et aux commandes à un utilisateur extérieur ?


La suite


Je vais continuer à méditer sur la solution que je vais mettre en place car je n'ai pas encore tout défini précisément (mais les grands principes sont détaillés dans cet article).

Le prochain post sera sur le choix de l'OS du Raspberry Pi, point sensible pour tirer le meilleur de la petite bête.


Raspberry Pi is my hobby

35 commentaires

#1 lundi 11 février 2013 @ 19:46 Polo0000 a dit :

Bonjour à toi,
J'ai eu le même projet que toi il y a quelques semaines. Pour ma par la seul différence est que j'ai plusieurs chauffages indépendants (mais je les commandes tous en même temps).
Alors pour commencer j'ai un raspberry pi version B (il me sert pour plein d'autres choses). Ensuite pour l'OS j'ai pas chercher longtemps j'ai pris le 1er Raspbian “wheezy” (pas besoin de se compliquer la vie).
Ensuite pour la température j'ai choisi ce capteur : http://learn.adafruit.com/send-raspberry-pi-data-to-cosm/overview avec le tuto qui va avec, mais je le trouve pas très précis et stable donc je vais essayer celui ci : http://learn.adafruit.com/adafruits-raspberry-pi-lesson-11-ds18b20-temperature-sensing/overview je l'ai commandais je devrais le recevoir d'ici une semaine.
Pour commander mes radiateurs avec gpio j'ai choisi ce relais http://blog.dormeur.net/2012/05/24/relais-5-et-12-volts-110220-ac/ (5€ sur ebay)
Malheureusement mes radiateurs font plus de 10A donc j'ai utilisé également un contacteur 230/230 25A (10€ sur ebay).
Voila pour ce qui est matériel.
Après niveau programmation j'ai utilisé python pour la partie thermostat et html/php pour la partie interface web qui est encore en cours de développement le tout sur un serveur apache et bien sur avec mysql pour avoir des historique de consommation électrique et de température.
Résultat :
Le tout fonctionne à merveille mais il y a juste un petit hic, quand la température de ma maison atteint la température consigne le programme fait que allumer et éteindre les radiateurs (je ne suis pas sûr que ce soit optimal niveau conso.). Et j'aimerais savoir si il faut que je rallonge la boucle de vérification de température (30s) ou alors que je définisse 1 degrés d'écart entre la température consigne et l’arrêt des radiateurs. Je ne sais pas si tu as trouvé ces infos dans ta recherche en tout cas moi je galère...
Bonne chance pour ton projet, n’hésite pas à me contacter si tu a besoin de plus d'info.

Bye

#2 lundi 11 février 2013 @ 19:58 Polo0000 a dit :

Bon juste après t'avoir envoyé le message précédent j'ai trouvé ceci : http://pastebin.com/MgFWrP9T

Je le test ça tout de suite.

#3 lundi 11 février 2013 @ 23:20 francistor a dit :

@Polo0000
Bonjour Polo0000,

Tout d'abord, je tiens à te féliciter car tu es le premier à laisser un commentaire sur mon tout nouveau blog ;-)

Merci pour les pistes matérielles que tu proposes. Je pense néanmoins que je vais proposer un système plus facile à mettre en place d'un point de vu électronique (pas de montage, ni de soudure). L'idée serait de partir sur des modules USB, on va y aller petit à petit dans les tutos.

Pour ta question sur la régulation, il faut tenir compte de l'inertie de ton système de chauffage et de ton habitation.L'inertie est très faible sur un chauffage électrique (car ça chauffe de suite et ça refroidi très rapidement une fois l'alimentation coupée) et l'inertie de ton habitation qui dépend principalement de l'isolation.

Bref, pour éviter l'effet yo-yo de la commande de chauffage, je te conseille de désactiver la commande à la température de consigne T + 0.2°C et de la réenclencher à T - 0.5°C.Il faut faire plusieurs tests afin de déterminer le bon delta de commande... Je te conseille de limiter au maximum le delta au dessus de la consigne car d'une manière générale, il faut savoir que chaque degré supplémentaire de chauffage d'une habitation représente ~7% de plus en terme de consommation d'énergie !

Bien à Toi,
Francistor

#4 vendredi 27 septembre 2013 @ 12:14 jmd a dit :

Bonjour

dommage que l'on en sache pas plus

#5 dimanche 14 septembre 2014 @ 20:39 didier35 a dit :

Bonjour
En depit des solutions matérielles, il faut surtout se procurer un algorithme de type PID pour réguler la façon dont le thermostat que tu vas faire va générer les ON/OFF de ton relais

le plus basique des thermostat est en effet un thermostat par hystérésis: si tu veux 19 degrés tu programme un ON a 18.5 mettons et un OFF a 19.5. Beaucoup de régulateurs fonctionnent comme ça...
D'autres sont plus intelligents et prennent en compte l'inertie du système de chauffage par observation de comment évolue la température afin de parer aux dépassements de consignes HAUTES et BASSES et ainsi pouvoir être plus précis sur la consigne

tu te doute que ceci demande soit:
a se procurer un algo PID,mais sur le net pas facile
a faire soit même le réglage de son algo en partant d'une base simple hystérésis et en relevant la courbe de temperature obtenue pour voir si les consignes sont respectees et regler tes commandes en fonction de l'inertie propre de ta maison

#6 mercredi 26 novembre 2014 @ 20:46 damien a dit :

Bonjour,

Y'a cette page qui pourrait vous intéresser :)
https://github.com/steve71/RasPiBrew

Damien

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Avez vous un lien pour que je puisse télécharger l'article en PDF pour l'imprimer ?
Bien à vous

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Je suis d'accord avec vous

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#31 lundi 30 novembre 2015 @ 20:12 old.chap a dit :

Bonsoir
Je vous joins un lien vers le schéma de ce que je veux faire.
Si un lecteur avisé pouvait me donner quelques conseils sur ce qu'il faut mettre en place, je le remercie d'avance.
https://docs.google.com/presentation/d/1o3KCmRJGwQicV16Lr3fO5STnwm_BbaWKwuu8g1rx_B8/edit?usp=sharing

#32 lundi 21 décembre 2015 @ 03:48 Victoria a dit :

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#33 mardi 22 décembre 2015 @ 18:51 Elie a dit :

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