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Relais et actionneurs

Les relais sont le premier niveau de commande physique de leukOS. Ils permettent de piloter un eclairage, une pompe, une electrovanne, un ventilateur, un contacteur ou une alimentation de charge a partir d'une commande domotique.

Le principe est simple: leukOS ne commande pas directement la charge depuis l'interface. Le hub valide l'action, le node transmet l'ordre au controleur, puis le controleur active une sortie isolee et remonte son etat.

Principe general​

Chaque sortie doit etre modelisee comme une entite domotique: nom, piece, type de charge, etat attendu, securite et duree maximale d'activation.

Cas d'usage​

UsageExemplePoint d'attention
EclairageLampe, circuit LED, zone communeEviter les basculements trop frequents.
EauPompe, electrovanne, arrosageToujours definir une fermeture automatique.
VentilationExtracteur, ventilateurPrevoir hystereses et seuils capteurs.
EnergieContacteur, prise commandeeDimensionnement courant/tension obligatoire.
Securite atelierArret machine non critiqueNe pas remplacer un arret d'urgence certifie.

Exemples du marche​

Carte relais pour prototypage domotique leukOS

Carte relais multicanal: format courant pour prototyper rapidement des sorties tout-ou-rien.

Integration d'une carte relais dans un boitier leukOS

Exemple d'integration mecanique: la logique basse tension reste separee de la partie puissance.

ExempleFamilleCe que le prototype leukOS doit retenir
Module relais 1 canalSortie simpleIdeal pour valider une lampe, une pompe ou une serrure non critique.
Module relais 4/8 canauxSorties groupeesUtile pour pieces, arrosage, tableaux de test et maquettes.
SSR ACRelais statiqueSilence et endurance, mais chauffe et fuite residuelle a prendre en compte.
Contacteur rail DINCharge forteLe microcontroleur pilote la bobine, pas la charge directement.
MOSFET DCVariation ou PWMLED, moteur DC, electrovanne basse tension avec diode de roue libre.

Conception​

La fabrication peut commencer avec un ESP32 et un module relais standard. Cette approche permet de tester rapidement le firmware, les messages MQTT et les protections logicielles avant un PCB leukOS dedie.

Prototype relais IP​

Carte ESP32 pour controleur relais leukOS

ESP32: controleur Wi-Fi pour transformer une carte relais en device domotique leukOS.

Prototype cable au node​

Pour un boitier proche du node, une liaison serie est plus deterministe que le Wi-Fi. Le daemon leukOS envoie une commande au microcontroleur, qui active le relais localement.

Nomenclature de depart​

ComposantExemple de moduleRole
MicrocontroleurESP32, RP2040, ATmega2560Logique locale et protocole de commande.
Carte relais1, 4 ou 8 canaux avec optocoupleursCommutation tout-ou-rien.
Driver DCMOSFET logique + diode de roue libreVannes, moteurs DC, rubans LED.
Alimentation5 V logique + 12/24 V chargeSeparation propre des rails.
ProtectionFusible, TVS, bornier, boitierRobustesse et securite electrique.
Mesure optionnelleCapteur courant, entree retourVerification de l'effet reel de la commande.

Passage vers un PCB leukOS​

Le PCB final doit integrer les protections des sorties, les borniers, les distances d'isolement et un mode de test local. Les relais de puissance doivent etre dimensionnes selon la tension, le courant, le type de charge et les normes du site.

Points a figer avant fabrication:

  • nombre de sorties et courant maximum par canal ;
  • tension de bobine ou tension de commande ;
  • logique active haut/bas et etat par defaut au boot ;
  • comportement apres perte reseau ;
  • timeout de securite pour vannes, pompes et moteurs ;
  • journalisation de chaque action envoyee par leukOS.

Securite​

Un relais domotique ne remplace pas une protection electrique ni un arret d'urgence. Les charges secteur ou industrielles doivent rester dans un coffret adapte avec disjoncteur, fusible, terre, separation basse tension/puissance et bornes correctement serrees.

Regles minimales:

  • couper par defaut en cas de crash firmware ;
  • utiliser un etat fail-safe pour les vannes et pompes ;
  • ne jamais commander une charge secteur depuis un breadboard ;
  • isoler les GPIO de la puissance ;
  • documenter chaque sortie dans la configuration du node.