Après avoir suivi le tutoriel de TheFreeElectron qui vous expliquait comment piloter 8 LED avec votre smartphone et un Raspberry Pi, je vous invite à découvrir la suite.
c’est un tutoriel de Ray (rleddington) paru également sur Instructables.
Cette fois il s’agit de mettre en application l’interface et d’alimenter 8 prises secteur, en pilotant le tout depuis un smartphone.

Ray a également donné son accord pour cette traduction et sa publication sur framboise314. Les prises utilisées dans cette version sont des prises au format américain. Vous devrez adapter les découpes et le câblage au type de prises que vous aurez trouvé.

Je vous rappelle que :

* Le  maximum est de 8 prises de courant pour un circuit alimenté en 2,5 mm² et protégé par un disjoncteur de 20 A (Promotelec).
* Vous devez TOUJOURS débrancher le secteur avant d’intervenir sur le montage : TOUT CONTACT AVEC LE SECTEUR PEUT ÊTRE MORTEL !

Voici donc le tutoriel de Ray.

Commander un bloc de 8 prises par le web

Salutations,  Ô compagnons d’aventure Raspberry Pi. Nous allons créer un gadget multi-usage qui est vraiment impressionnant ! Ma principale motivation pour me lancer dans cette construction était de contrôler mes éclairages de Noël, mais ce n’est qu’une des nombreuses utilisations possibles. Fondamentalement, vous pouvez brancher jusqu’à 8 appareils et les mettre sous tension ou hors tension indépendamment les uns des autres, depuis votre smartphone ! Si vous configurez le port-forwarding sur votre routeur sans fil, vous pouvez contrôler vos appareils à partir de n’importe où dans le monde. (Bon, après la raison pour laquelle vous voudriez mettre en route votre lave-vaisselle depuis l’étranger m’échappe un peu…). Ce serait sympa de laisser un commentaire pour dire pour quelle(s) raison(s) vous utilisez – ou voudriez utiliser – ces prises pilotées par Web… !

Avant de commencer, je veux rendre à César ce qui lui appartient : TheFreeElectron a écrit un excellent tutoriel sur le contrôle des broches GPIO du Raspberry Pi à partir d’un navigateur Web. En fait, le tutoriel que vous lisez fait suite à celui de TheFreeElectron que vous devrez suivre en premier lieu, y compris sa géniale application web servant à contrôler votre bloc de prises.

Deuxièmement je vous rappelle que le travail sur le secteur peut être extrêmement dangereux. S’il vous plaît soyez très prudent. Ceux d’entre nous qui ont fait l’expérience de toucher un fil sous tension en 220 volts ne souhaitent plus jamais de répéter cette expérience ont beaucoup de chance d’être encore en vie !

En supposant que vous ayez déjà votre Raspberry Pi avec l’adaptateur secteur et la carte SD, vous devriez être en mesure de rassembler le reste du matériel pour 40 à 50€.

Voici ce dont vous allez avoir besoin pour ce projet:

• Un Raspberry Pi avec sa carte SD
• Une alimentation micro USB (assurez-vous que votre alimentation peut fournir au moins  1A)
• Une boîte pour abriter le projet (une quinzaine d’euros en magasin de bricolage)
• Une carte 8 Relais 5v équipée de bornier à vis – environ 10€ sur ebay
• 4 prises doubles 16A – (ou 8 prises simples 😉 )
• Du fil de câblage 1mm² rigide en 3 couleurs (bleu, rouge, jaune vert pour la terre)
• Un morceau de câble secteur (3x2mm²)
• Des capuchons de jonction Rouge ou plus grand (ou des dominos)
• Des fils volants de couleur – femelle/femelle (eBay)
• Un cordon d’alimentation (un ancien cordon d’alimentation d’ordinateur fait l’affaire)
• Des morceaux de bois
• De l’adhésif double face
• Des vis à bois de 6 mm
• Facultatif (mais pratique) : l’extrémité femelle d’une rallonge HS

Prévoyez aussi quelques outils

• Une scie sauteuse ou une dégauchisseuse
• Des pinces à dénuder
• Des forêts (différentes tailles)
• Des tournevis (différentes tailles)
• Un multimètre (pour tester les circuits)
• Un couteau

 Une façade dont vous serez fier !

Nous allons commencer par modifier notre boîtier pour insérer nos prises de courant. Prenez votre temps pour réaliser cette étape si vous voulez que la façade soit réussie et si vous voulez impressionner tous les amis à qui vous la montrerez…

Note de framboise314 : c’est ici qu’il faudra adapter à le forme de vos prises… 😉

Nous allons utiliser une prise murale qui se fixe par une vis passant par un trou central comme modèle, pour dessiner les formes que vous découperez ensuite avec la scie sauteuse.

Commencez par utiliser une règle et tracez une ligne droite centrée et parallèle au côté le plus long. Ensuite localisez le centre exact de cette ligne et marquez le point.

Puis, posez votre règle le long de la ligne avec la marque du centre sur la graduation 10 cm de votre règle. Marquez soigneusement sur cette ligne médiane les positions 4, 8, 12 et 16 cm. Vous devriez vous retrouver avec quatre points espacés de 4 cm et centrés sur la ligne. Ces points s’alignent avec le trou central de la plaque murale et devraient vous permettre de tracer chacune des ouvertures destinée à recevoir une prise comme indiqué. Je recommande également de tirer une autre ligne de référence vers le haut ou vers le bas pour aider à aligner la plaque murale parallèlement aux les bords de la boîte quand vous tracez les trous de passage des prises.

Ensuite, utilisez votre scie sauteuse et découpez -soigneusement- chacune des huit formes pour permettre aux prises de se mettre en place par l’arrière. Cela peut nécessiter quelques retouches pour qu’elles passent exactement par les trous, mais vous allez y arriver !

Conseils : la découpe du panneau de particules et salissant et crée beaucoup de poussière fine. Essayez d’avoir quelqu’un qui souffle de l’air comprimé sur la zone de coupe pendant que vous sciez pour éviter que la poussière ne masque les lignes. Faites de même pour chaque découpe, vérifiez l’ajustement et ajustez les bords qui empêchent le passage de la prise. Une fois que tous les trous sont coupés et ajustés, nettoyer la poussière avec un chiffon humide.

Préparation des prises

Retirer les longues vis de fixation des extrémités de chacune des prises.

Regardez attentivement les prises. Vous remarquerez que d’un côté vous avez deux vis argentées pour le  fil de neutre (blanc) et de l’autre côté vous avez deux vis dorées pour les  fils de phase (noirs). Nous n’allons supprimer que la plaquette du côté des vis dorées (phase). Ne retirez pas les plaquettes du côté argent.

En utilisant une paire de pinces à bec effilé retirer soigneusement les plaquettes du côté des vis dorées de chacun des quatre blocs de 2 prises. Vous devrez les saisir fermement et les plier d’avant en arrière jusqu’à ce qu’elles se détachent.

Cette étape permet de faire fonctionner les deux prises de manière indépendante. (Vous pourrez alimenter une prise sans alimenter l’autre et vous obtenez 8 canaux au total au lieu de 4). Là encore il faudra adapter en fonction des prises utilisées (Note de framboise314)

Câblage des prises

Maintenant, nous allons faire un peu de câblage.

1. Coupez huit morceaux de fil rigide noir environ 15 à 20 cm de long.
2. Dénudez environ 2 cm à une extrémité et pliez la en forme de crochet, comme illustré. Répétez l’opération pour les huit morceaux de fil.
   
3. Accrochez un morceau de fil autour de chacune des vis dorées et serrer fermement les vis pour réaliser la connexion électrique et les fixer fermement.
   
4. Mettez chacune des prises en place à l’arrière du couvercle de la boîte. Assurez-vous qu’elles sont toutes orientées de la même façon. (Notez que dans la 4ème image, toutes les vis de mise à la terre vertes sont sur le même côté.)
5. Maintenant, sortez soigneusement une section de fil blanc de calibre 2 mm² de sa gaine et coupez trois morceaux d’environ 8 cm chacun. Assurer-vous de couper seulement l’enveloppe extérieure avec votre cutter ou votre couteau car il ne faut absolument pas mettre un fil à nu. Toute fil nu exposé présente un risque très dangereux, et il faut éviter cela à tout prix.
   
6. Utiliser le guide de dénudage figurant à l’arrière des prises s’il existe. Sinon, dénudez exactement la bonne longueur de fil aux deux extrémités pour que les fils rentrent dans les trous comme indiqué, en ne laissant aucun des fils exposé à nu. (Je parie que certains d’entre vous ne savaient même pas qu’il y avait un guide de dénudage au dos des prises. Sacrément pratique hein?). Rappelez-vous que les fils de 2mm² sont assez rigide et qu’il vaut mieux les couper à la bonne longueur. J’ai légèrement coudé le milieu du fil pour obtenir la longueur exacte pour aller d’une prise à l’autre.
   
7. IMPORTANT! Ne mettez pas de fils blancs dans les trous marqués pour la phase (noir). (Pigé ?). Fondamentalement, nous enchaînons les communs en mettant un fil entre 1 et 2, 2 et 3 et enfin 3 et 4.
8. Enfin couper et dénuder un morceau de fil blanc de 2mm² d’environ 10 cm et la mettre dans le trou sur la prise de droite la plus proche de la vis de terre verte. (Cette étape n’apparaît pas dans cette image mais vous le verrez plus tard.) Il suffit de laisser l’autre extrémité en l’air pour le moment.

Fixation des prises et de la carte relais

Pour cette étape, il faut mesurer et couper deux morceaux de bois qui serviront à maintenir les prises en place et seront également utilisés pour monter la carte relais. Ce sont des morceaux de 2,5 x 2,5 x 18 cm.

Avant de monter les morceaux de bois dans le couvercle, nous allons utiliser l’un d’eux pour créer un gabarit servant à couder les fils. (Je n’ai pas pris de photo de cela, désolé). J’ai trouvé vraiment important de garder une présentation des fils agréable et soignée. C’est important dans ce projet, car il y a beaucoup de fils dans un petit espace. Voici comment j’ai procédé. Faites huit marques le long du bloc de bois. Elles doivent coïncider exactement avec les borniers de la carte relais. Ensuite percer des trous de 2 cm de profondeur exactement, du même diamètre que le fil de 1mm². Maintenant, poussez les fils rouges dans chaque trou et pliez les pour leur donner les formes requises pour obtenir le faisceau de câblage visible sur la photo. Coupez les tous ensemble en laissant une longueur de 16 à 18 cm à partir du coude. Avant de retirer les fils du gabarit, attachez-les ensemble en utilisant des colliers nylon (ou du ruban d’électricien ou de la colle à chaud). De cette façon, lorsque vous retirerez le faisceau de câblage chaque fil sera aligné avec le bornier adéquat.

Maintenant dénudez l’extrémité de chacun des fils rouges sur environ 5 mm. Cela vous permettra de les pousser dans les borniers de la carte relais sans laisser de fils dénudés accessibles. Maintenant fixez-les dans les bornes CENTRALES du bornier de la carte relais, comme indiqué.

Maintenant bloquez les morceaux de bois en place dans le couvercle de la boîte en marquant et en perçant 4 trous de 3mm dans le couvercle (et dans les blocs de bois) à environ 2 à 2,5 cm de chaque bord (plutôt dans les coins) destinés à recevoir chacun une vis. (j’ai utilisé quatre vis récupérées sur les prises. Je sais que ce ne sont pas des vis à bois, mais comme j’ai pré-percés les trous, elles ont fait l’affaire). Ces vis et les blocs de bois serrent efficacement les prises de sorte qu’elles ne peuvent pas se déplacer.

Enfin, à l’aide de deux petites vis, fixer la carte relais au bloc supérieur en utilisant les deux trous du côté opposé aux borniers à vis comme indiqué. (Le côté bornier de la carte sera laissé au-dessus des prises. Encore une fois référez-vous à l’image.)

Encore un peu de câblage…

Maintenant, nous allons relier un fil noir à la borne gauche de chaque relais. Coupez, pliez et dénudez soigneusement chacun des fils noirs pour l’adapter exactement à la borne correspondante de la carte relais. Vous devez bien les relier au trou gauche de chaque bornier. (Les trous droits ne seront pas utilisés dans ce projet). N’oubliez pas de dénuder seulement environ 5 mm d’isolant pour que tout le fil nu soit soit complètement inséré dans le bornier.

Remarque sur la sécurité ! Assurez-vous que le cordon d’alimentation ne soit pas branché pendant que vous travaillez sur le câblage !

Il faut maintenant connecter le cordon d’alimentation. J’ai utilisé un ancien cordon d’ordinateur, principalement parce qu’il était disponible et que le cordon rond est facile à glisser dans un trou (un foret de 6 mm donne un ajustement parfait). Comme bonus supplémentaire, le cordon de l’ordinateur comporte des fils de couleur et il est facile d’identifier la phase (noir), le neutre (blanc) et la terre (vert). Si le cordon vous utilisez ne possède pas ce code de couleur, ne vous inquiétez pas, il est facile de retrouver ces informations avec un multimètre.

(Reportez-vous à la seconde photo pour cette étape) Percez un trou dans le fond de la boîte et poussez votre cordon d’alimentation de 20 cm ou plus à l’intérieur de la boîte. Retirer très délicatement la gaine extérieure pour atteindre les trois fils isolés situés à l’intérieur. Assurez-vous que vous couteau n’a pas abimé l’isolation des fils. Vous pouvez également envelopper du ruban isolant sur plusieurs tours autour du câble pour empêcher qu’il sorte de la boîte.

Maintenant, nous allons connecter le cordon d’alimentation à nos relais.

La seule partie délicate ici est de relier tous les fils rouges entre eux. Les capuchons de jonction rouges sont trop petits pour accueillir tous les fils. Nous séparerons les fils rouges en deux groupes avec une courte section de fil de 2mm² reliant les deux.

Le but ici est d’obtenir que le fil noir du cordon d’alimentation soit relié à tous les fils rouges. L’astuce pour utiliser un capuchon de jonction est de dénuder tous les fils sur la même longueur et de les torsader ensemble. (Sauf les fils multibrins, comme ceux du cordon d’alimentation qui peuvent être un peu plus dénudés que les fils rigides, de cette façon les brins s’enroulent autour des fils rigide, les liant ensemble à l’intérieur du capuchon). Assurez-vous de bien visser et serrer le capuchon si vous ne voulez pas qu’il vous saute dessus…

Note de framboise314: Aux états unis, les liaisons des fils électriques se font avec des capuchons qui contiennent un pas de vis conique et maintiennent ensemble les fils. Je ne sais pas si on les utilise en France…?

Pour le fil blanc c’est simple, il suffit de le relier au fil blanc supplémentaire que vous avez laissé en l’air sur la dernière prise. (Utilisez un capuchon de jonction plus petit si vous en avez un).

Remarquez aussi (sur la 3^ème photo ci-dessus) que je ai utilisé trois petits morceaux de fil vert pour relier les vis de terre et les connecter au fil vert du cordon d’alimentation. La connexion à la terre est importante pour votre sécurité.

Connecter le Raspberry Pi

Petite explication rapide : Jusqu’à ce point de la construction, j’envisageais d’avoir un deuxième cordon sortant de la boîte pour alimenter le Raspberry Pi. Puis il m’est apparu que je pourrais peut-être ajouter une prise femelle à l’intérieur de la boîte et brancher le cordon de l’alimentation secteur du Raspberry Pi dessus. De cette façon, il n’y aurait qu’un seul cordon sortant de la boîte. j’avais une vieille guirlande de Noël sur laquelle la plupart des lampes étaient grillées. J’ai coupé juste le côté de l’extrémité femelle avec suffisamment de fil pour atteindre les écrous. Ça a bien fonctionné. Il suffit de câbler un des fils dans le capuchon de jonction avec les fils blancs et l’autre dans un des capuchons de jonction avec les fils rouges et noirs.

Pour cette étape, vous allez fixer un petit morceau de contreplaqué au fond de la boîte avec du ruban double-face pour recevoir le Raspberry Pi. Utilisez des vis de 3 mm pour fixer le Raspberry Pi au morceau de contreplaqué. (puis vous réalisez que vous avez oublié de mettre en place l’adaptateur WiFi USB… vous revenez en arrière, montez l’adaptateur wifi, puis fixez la carte sur le contreplaqué à nouveau). Ah lala!

En fait, avant de monter le Raspberry Pi, Il faudra vous assurer qu’il est configuré pour utiliser l’adaptateur USB WiFi pour se connecter automatiquement à votre routeur sans fil lorsqu’il est mis sous tension. Il ya beaucoup de tutoriels sur le Web pour vous expliquer comment faire. Essayez celui-ci par exemple.

On y est presque … nous allons tritouiller notre joli fil aux couleurs d’arc en ciel.

Connecter l’arc en ciel (le fil)

Évidemment, dans cette étape, les couleurs n’ont pas d’importance (note de framboise314 : tant mieux ! je suis daltonien 😉 ). Ce qui est important c’est d’établir une connexion entre les bonnes broches. Si vous avez exactement le même ensemble de fils colorés que moi, commencez par séparer un groupe de 10 fils qui a les couleurs suivantes (dans l’ordre) Noir, Blanc, Gris, Violet, Bleu, Vert, Jaune, Orange , Rouge, et Marron.

Je vous recommande de relier tous les fils sur Raspberry Pi en commençant du haut vers le bas. (c’est à dire la broche 1, puis la 6, la 7, la 11…). Vous remarquerez qu’il y’a plusieurs broches qui ne sont pas reliées, faites donc bien attention aux numéros de broches. Si vous tenez le Raspberry Pi  de façon à ce que la carte SD soit en haut et le GPIO sur votre droite, la broche 1 sera en haut à gauche, la 2 est à côté de la 1 en haut à droite, la 3 est sous la 1 sur la ligne de broches de gauche… etc. Toutes les broches impaires sont sur la gauche et toutes les broches paires sont sur la droite. J’espère que ces informations vous permettront d’identifier les broches correctement.

Quoi qu’il en soit, câblez le le ruban de 10 fils comme indiqué dans les images. Si vous avez des questions, laissez un commentaire et je ferai de mon mieux pour répondre.

Enfin, sur la carte relais vous devrez retirer le cavalier qui court-circuite 2 broches (la broche VCC  et la broche JD-VCC). (Il suffit de le saisir avec les doigts et de le soulever). Décollez ensuite un fil supplémentaire pour le connecter de la broche 2 (5V) du Raspberry Pi à la broche JD-VCC sur le connecteur à 3 broches de la carte relais. (J’ai utilisé un fil marron que vous verrez sur la photo). Ceci fournit le 5 volts pour alimenter les bobines des relais. (Si vous ne le faites pas, vous n’aurez que du 3.3 volts pour les bobines et ce n’est pas assez.)

Tests de sécurité – (Avant de le brancher!)

Vous penserez peut-être que je suis paranoïaque, mais j’aime vraiment vérifier et revérifier toutes mes connexions avant de brancher la prise de courant. Vous devez vraiment être sûr que vous n’avez pas accidentellement relié le fil de phase directement au neutre ou à la terre… Sinon, des choses peu agréables peuvent se produire.

Ne vous inquiétez pas, c’est facile, il suffit d’utiliser  votre multimètre et de positionner le commutateur sur le test de continuité. (Si votre multimètre possède un test de continuité, il suffit de mettre le commutateur sur une des positions de mesure de résistance).

Fermez la boîte.

Connectez l’une des sondes de test à la borne de terre de votre cordon d’alimentation en utilisant une pince crocodile ou un grip-fil.

Avec l’autre sonde de test, touchez la borne de terre de chaque prise (celle qui dépasse de la prise en France) et vérifiez que la connexion est bonne sur sur chacune d’elles. (le multimètre doit émettre un bip ou, si vous réalisez une mesure de résistance, la résistance devrait être proche de zéro). Ensuite, vérifiez que vous n’avez pas de contact avec l’un des deux trous de chaque prise).

Vérifiez ensuite que le neutre situé sur le côté gauche (en supposant que la terre soit située en haut) soit bien relié sur toutes les prises et sur le cordon d’alimentation. Vérifier aussi qu’il n’y a de contact avec aucune phase ni aucune terre. N’oubliez aucune prise !

Vous me suivez jusqu’ici?

Avant de continuer, assurez-vous que vous avez configuré l’interface web pour les broches GPIO en suivant le tutoriel de TheFreeElectron.

Le trou droit de chaque prise (la phase) lorsque la terre est en haut ne devrait être relié (pas encore) à l’un des trois fils du cordon d’alimentation. Cela ne se produira que quand vous activerez le relais correspondant.

Si vous voulez être vraiment sûr, vous pouvez continuer le test en branchant seulement le Raspberry Pi. (Débranchez son adaptateur secteur de la prise femelle située dans la boîte  et branchez le sur une prise secteur). Utilisez l’interface Web sur un ordinateur, une tablette ou un smartphone, activez un canal à la fois et écoutez pour entendre le clic caractéristique indiquant que le relais colle). Une chose que vous remarquerez probablement tout de suite est que les boutons interface web sont inversés. En d’autres termes, quand il indique ON, il sera en fait OFF et vice-versa. C’est parce que la carte relais est « active à l’état bas » ce qui signifie que le relais est activé mettant la broche correspondante à la masse (0v) et non à VCC. Pour l’instant c’est juste un problème mineur, il ya plusieurs façons de résoudre ce problème.

Pour tester les relais, connectez le multimètre à la phase de votre cordon d’alimentation avec une pince crocodile et insérez l’autre sonde de votre multimètre dans le trou correspondant à la phase d’une des prises. Utilisez votre interface web pour activer ou désactiver ce canal et vérifiez que votre appareil de mesure réagit en conséquence.

Si tout cela fonctionne Félicitations, vous êtes prêt à brancher votre bloc de prises et à l’utiliser !

Conclusion

Cet ensemble de deux tutoriels vous permettra de réaliser un bloc de prises que vous pourrez piloter à distance.

Les prises US et nos prises françaises sont différentes. Ne vous lancez dans cette aventure que si vous avez les connaissances nécessaires pour adapter le câblage à nos prises habituelles.

Merci à TheFreeElectron et à rleddington qui m’ont autorisé à reproduire leurs tutoriels sur framboise314.

Sources

• https://www.framboise314.fr/une-interface-web-simple-et-intuitive-pour-le-raspberry-pi-12/
• http://www.instructables.com/id/Web-Controlled-8-Channel-Powerstrip/
• http://www.instructables.com/id/Simple-and-intuitive-web-interface-for-your-Raspbe/