Analogiques, Seuil haut, Seuil bas, Hystérésis

De GCE Electronics
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Les entrées analogiques

Contribution.png
Nom Les entrées analogiques
Famille IPX800 V4
Wiki créé le 01/04/2018
Wiki mis à jour le 03/04/2018
Auteur fgtoul


Avant-propos

Dans ce document, nous aborderons des notions de logique booléenne. Ainsi, il est à noter que plusieurs termes peuvent représenter un même état logique :

  • ON, 1, Vrai, Haut
  • OFF, 0, Faux, Bas

Définitions

L'entrée analogique physique

L'IPX800 V4 possède des entrées avec borniers sur lesquels il est possible de connecter différentes sondes à sortie analogique (à tension ou courant variable).

Les données externes (température, pression, humidité, luminosité, ...) sont mesurées par la sonde. Celle-ci adapte sa sortie proportionnellement à la valeur mesurée.

L'IPX800 mesure la tension fournie par la sonde et la transforme au travers de son convertisseur analogique / numérique afin de pouvoir la restituer dans un widget ou encore l'utiliser dans un scénario.

V4 Analogiques.png


L'IPX800 V4 comporte 4 entrées analogiques physiques.

Le périphérique "Entrée analogique" ou "Entrée analogique virtuelle"

Sur l'IPX800 V4, nous avons deux types de périphériques analogiques.

Leur rôle principal est de traduire les données transmises par la sonde au travers de l'IPX800 V4. Pour cela, il est possible de renseigner le type de sonde connectée et les deux formules nécessaires pour la conversion des données.

L'IPX800 V4 comporte 4 périphériques "Entrée analogique", permettant chacun de décrire l'entrée analogique physique rattachée.

V4 analogiquesb périph.PNG


Comme précédemment, il est possible de renseigner le type de sonde ou les 2 formules de conversion. Cependant, leur valeur ne provient pas d'une sonde connectée directement à l'IPX800, mais d'un matériel en réseau. Les entrées analogiques virtuelles sont au nombre de 32.

V4 analogiques virtuelles périph.PNG


Remarque : 
Les deux types de périphériques ayant un fonctionnement rigoureusement identique, nous n'en ferons plus la distinction pour la suite de notre tutoriel.

Utilisation des analogiques dans les scénarios

Le moteur de scénario peut exécuter une tâche lorsque la condition "Evènement" est vraie. Dans le cas d'un périphérique analogique, la mise en place d'un seuil haut et d'un seuil bas permet de modifier son état logique. Il est possible de conditionner l'état logique d'un évènement en fonction de l'état logique d'un périphérique analogique. Ainsi, le scénario sera exécuté lorsque le périphérique changera d'état.

Les seuils haut et bas

Le moteur de scénarios permet de configurer un seuil haut et un seuil bas sur les périphériques analogiques, au sein même du scénario.

Le seuil haut représente la valeur analogique haute qui fera passer le périphérique à l'état logique Haut (ON). Le seuil bas représente la valeur analogique basse qui fera passer le périphérique à l'état logique Bas (OFF).

Entre le seuil Haut et le seuil Bas, se définit l'Hystérésis (du grec husterêsis, retard).
Toute valeur analogique lue dans cet intervalle ne modifie pas l'état logique du périphérique. L'état courant du périphérique est conservé.

Voici une animation permettant d'observer le changement d'état logique d'un périphérique analogique représentant une sonde de température.

  • le seuil haut est défini à 20°C
  • le seuil bas est défini à -3°C

Analogique.gif

Observez le changement d'état logique du périphérique,

  • lorsque la température dépasse le seuil haut, le périphérique passe à l'état logique Vrai (ON)
  • lorsque la température passe sous le seuil bas, le périphérique passe à l'état logique Faux (OFF)
  • lorsque la température franchit plusieurs fois le seuil haut sans jamais descendre sous le seuil bas, le périphérique ne change pas d'état.
  • lorsque la température franchit plusieurs fois le seuil bas sans jamais excéder le seuil haut, le périphérique ne change pas d'état.

Sur le graphe,
- les repères verts identifient les changements d'état du périphérique, de l'état OFF à l'état ON.
- les repères rouges identifient les changements de l'état ON à l'état OFF.

Comportement du moteur de scénario

Une action est souhaitée lorsque le seuil haut est franchi

Comme nous avons vu plus haut, un périphérique analogique passe à l'état logique ON lorsque le seuil haut est franchi (le seuil bas doit avoir été franchi au préalable). Ainsi, si nous plaçons un périphérique analogique dans la clause "Evènement" d'un scénario, il revient à dire que ce dernier sera exécuté lorsque le périphérique passera à l'état ON.

V4 analogiques evenement.PNG


Voyons une petite animation

Scene analogiqueb.gif

Nous pouvons observer le changement d'état logique du périphérique au rythme des franchissements des seuils haut et bas. Le moteur de scénarios exécute la scène une fois, lors d'un changement d'état de l'évènement, induit par l'état logique de notre périphérique. L'exécution du scénario est symbolisée par l'affichage des roues dentées.


Cette méthode convient pour une régulation de froid. Lorsque la température descend sous se leuil bas, le climatiseur est éteint, lorsque la température remonte au dessus du seuil haut, le climatiseur est allumé.

Une action est souhaitée lorsque le seuil bas est franchi

Dans un scénario, il est possible d'inverser l'état logique de la condition "Evènement". Pour que le moteur de scénario exécute notre scène lors d'un passage à l'état OFF de notre périphérique (franchissement du seuil bas), il faudra utiliser le bloc [NON]. Ainsi,

  • [NON]analogique est FAUX lorsque le périphérique est VRAI (seuil haut franchi)
  • [NON]analogique est VRAI lorsque le périphérique est FAUX (seuil bas franchi)

V4 analogiques evenement NON.PNG


NonScene analogique.gif

Observez dans quelles conditions est exécuté le scénario (les engrenages sont affichés pour symboliser l'exécution). Le scénario n'est exécuté qu'une fois lors d'un changement d'état logique de la condition "Evènement"

Cette méthode convient pour une régulation de chauffage. Lorsque la température descend sous le seuil bas, le chauffage est allumé, lorsque la température remonte au dessus du seuil haut, le chauffage est éteint.

Remarque

Dans le moteur de scénarios, vous trouverez 2 blocs ayant le même fonctionnement

  • le bloc Entrée analogique qui donne accès aux entrées physiques, aux extensions X-THL et capteurs Enocean.
  • le bloc Entrée analogique virtuelle pour l'utilisation des périphériques analogiques virtuels

Cas des thermostats

Les périphériques "Thermostats" s'appuient sur tous les types de données analogiques reconnues par l'IPX800 V4.

  • entrées analogiques / entrées analogiques virtuelles
  • X-THL
  • capteur analogique Enocean

V4 Thermostat.PNG

Leur fonctionnement est rigoureusement identique à celui des entrées analogiques. Leur état logique change lors du franchissement d'un seuil.

Cependant, si les seuils haut et bas d'une entrée analogique se configurent dans le moteur de scénarios, c'est par le menu Administrateur/Périphériques qu'il faudra paramétrer le thermostat.

Là, il ne sera plus question de seuil haut et seuil bas à renseigner, mais de consigne et hystérésis.

Cela revient au même.

En effet, l'IPX800 V4 calcule elle-même les 2 seuils en fonction de l'Hystérésis.

  • Seuil Haut = Consigne + (hystérésis / 2)
  • Seuil Bas = Consigne - (Hystérésis / 2)

Comme pour l'analogique, on considère que l'état courant du thermostat est conservé si les valeurs analogiques lues restent dans la zone de l'hystérésis.

Pour utiliser les Thermostats dans les scénarios, procédez comme avec une entrée analogique classique en l'ajoutant à la clause Evènement. La scène sera exécutée lorsque la condition sera VRAIE ( Notez que le périphérique Thermostat est à l'état logique Vrai lorsque le seuil haut a été franchi )

V4 Thermostat Scene.PNG

Exemple de régulation d'une chambre froide avec un périphérique Thermostat et la condition ci-dessus :
Lors du franchissement du seuil Haut, l'évènement "Thermostat" passe à l'état VRAI, ce qui met ON le refroidissement jusqu'au  prochain franchissement du seuil Bas.

V4 HystéréisFroid.PNG

Utilisez le bloc NON si vous souhaitez exécuter une action lorsque le Thermostat est à l'état logique FAUX (seuil bas franchi)

V4 Thermostat NON Scene.PNG

Exemple de régulation d'un chauffage avec un périphérique Thermostat et la condition ci-dessus :
Lors du franchissement du seuil Bas, l'évènement "NON Thermostat" passe à l'état VRAI, ce qui met ON le chauffage  jusqu'au  prochain franchissement du seuil Haut.

V4 HystéréisChaud2.PNG

Cas du X-THL

Le X-THL est une extension connectée sur le bus EBX de l'IPX800 V4. Cette extension 3 en 1 propose la mesure de

  • la température
  • l'humidité ambiante
  • la luminosité.

En fait une extension X-THL retourne 3 valeurs analogiques, il faut donc la voir comme 3 sondes analogiques.

Pour utiliser les valeurs du X-THL dans le moteur de scénarios, vous avez 2 méthodes possibles.

  • les valeurs analogiques. Dans le champ Produit, sélectionnez la valeur X-THL.
  • le bloc Thermostat. Vous devez auparavant vous rendre dans le menu Administrateur/Périphériques et rattacher un périphérique Thermostat à l'une des 3 mesures du X-THL.
    Vous pouvez alors fixer une consigne et la valeur de l'hystérésis, comme vu dans le chapitre précédent.

V4 analog x-thl.PNG

Vous pouvez par exemple piloter un éclairage en fonction de la luminosité, ou encore gérer des volets roulants. En fonction de l'hygrométrie, vous pouvez piloter une VMC, et pour finir le chauffage en fonction de la température.

Pour l'écriture des scénarios, reportez vous au chapitre précédent.