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Un routeur Photovoltaïque a besoin de connaitre avec précision la puissance échangée avec le réseau public en entrée de maison. Nous avons deux situations :

• de la consommation avec de la puissance ou énergie soutirée
• de la surproduction avec de la puissance ou énergie injectée

Pour mesurer le niveau de puissance et connaitre son sens de transfert, il faut connaitre à tout instant la tension et le courant entre le disjoncteur principal et le tableau électrique. Ici, nous allons nous intéresser à deux modules pré-câblés :

• JSY-MK-194T pour les mesures en monophasé avec un deuxième canal permettant de mesurer la puissance sur une autre ligne comme celle alimentant un chauffe-eau.
• JSY-MK-333 pour les mesures en triphasé, 4 câbles.

Ce montage, je l’ai baptisé UxIx2 ou UxIx3 car pour connaitre avec détail la puissance, on effectue de nombreux produits U (la tension) fois I (le courant) dans le temps et ceci sur 2 ou 3 canaux.

Monophasé UxIx2 sonde JSY-MK-194T

Le module, JSY-MK-194T, fourni par une liaison série à un microcontrôleur ESP32 les données mesurées sur 2 canaux par 2 sondes de courant.

La phase du secteur 230V en sortie du disjoncteur principal, passe par la sonde mobile de mesure du courant de l’ensemble de la maison. C’est le premier canal de mesure du JSY-MK-194T.

Arrivé au tableau électrique, une sortie est dédiée au chauffe-eau, mais on passe par le Triac qui va contrôler le débit et l’on mesure le courant en passant le fil de phase dans la sonde montée sur le module. Si on le souhaite ce deuxième canal , il peut être affecté à une autre mesure. Il ne fournit que des informations de consommation et n’intervient pas dans le fonctionnement du routeur.

Les LEDS fournissent, suivant le clignotement, l’état du système.

Triphasé UxIx3 sonde JSY-MK-333

La sonde existe sous 2 formes. Les 3 bobines de courant montées sur un circuit imprimé, ce qui n’est pas pratique pour se connecter à une installation secteur existante et le SY-MK-333G avec 3 sondes de courant mobiles à placer autour des 3 fils de phase du secteur au niveau du disjoncteur principal de la maison pour mesurer la puissance globale échangée avec Enedis.

Attention à monter les bobines dans le bon sens pour bien mesurer les 3 puissances sans erreur de signe. Connectez les données RXD et TXD comme pour le module monophasé. Pour vous aider dans le branchement, téléchargez le pdf ci-après et zoomez sur le schéma du circuit imprimé.

Micro-Calculateur ou Microcontrôleur

Une alternative de carte est l’ESP32-ETH01 qui dispose d’un connecteur RJ45 Ethernet.

Toute la partie logicielle et le pilotage du Triac font l’objet d’un autre article sur ce blog : https://f1atb.fr/routeur-photovoltaique-simple-a-realiser/

Raccordement à l’ESP32

Le module de mesure se connecte en 3.3V. La liaison série entre le module et l’ESP32 s’effectue 4800 bauds suivant le protocole MODBUS. Attention, la broche TX (émetteur) de l’un se connecte au RX (récepteur) de l’autre. Ne pas connecter RX avec RX et TX avec TX. C’est une erreur souvent commise.

L’ESP32 demande les mesures au module toutes les 400 ms. Si vous souhaitez en savoir plus, vous pouvez télécharger la documentation.

Schéma Entrée source UxIx2 uniquement

Pour simplifier le câblage des LED, on utilise des LEDs montées en module qui remplacent le montage classique résistance + LED en série.

Schéma global UxIx2

Le schéma ci-dessous décrit le câblage électrique en version complète, entrée UxIx2. C’est une solution très intéressante par sa simplicité de réalisation. Quelques modules à interconnecter avec des fils d’électricien et des fils Dupont femelle.

La phase du secteur en sortie du disjoncteur principal passe dans la sonde mobile. La sortie du Triac qui alimente le chauffe-eau passe par la sonde fixe sur le circuit imprimée. On peut y passer autre chose, les mesures sont justes affichées, mais ne conditionnent pas le fonctionnement du routeur. Les LEDs + résistances visibles sur d’autres schémas sont remplacés par des modules LEDs précâblés. Ainsi, on évite les soudures.

Montage du module JSY-MK-194T

Le module JSY-MK-194T n’est pas très facile à fixer, il n’y a pas de trou sur les côtés pour passer une vis. Ici, on profite de fentes en oblique dans la boite d’électricien pour y coincer le module. À travers la bobine fixe, on passe la sortie de phase du Triac afin de mesurer la puissance fournie au chauffe-eau. La sonde mobile se connecte par l’intermédiaire d’un connecteur 2 broches. Elle est installée autour du fil de phase en sortie du disjoncteur principal.

Le 230V pour la mesure de tension par le module est amené par un domino d’électricien. Pour des raisons de sécurité, je n’utilise pas les câbles « Dupond », ils sont réservés à la basse tension 3.3V

Montage ensemble du routeur

Pour simplifier le montage et éviter les soudures, la partie 230V est montée et fixée autour d’un gros domino qui permet de connecter le chargeur USB 230V AC / 5V DC.

Comme il faut connecter plusieurs fils à la masse (Gnd) et au +3.3V de l’ESP32, un petit domino d’électricien rassemble ces 2 groupes de fils.

Dans une boite d’électricien, on installe :

• Module JSY-MK-194T ou Module JSY-MK-333G
• ESP32 (4 choix)
  • ESP32 38P (classique) avec ou sans antenne
  • Antenne 2.4GHz pour ESP32 Wroom-32U
  • ESP32 Wroom DevKit v2 de uPesy en France
  • ESP32-ETH01 Ethernet
• SSR 25A ou 40A
• Modules LED
• Câbles Dupont
• Câble Micro USB (à choisir suivant connecteur USB)
• Alimentation 5V 1A
• Dissipateur (à choisir suivant coffret de montage)

Page données brutes

La page données brutes du serveur Web de l’ESP32 affiche le contenu des mesures du module JSY-MK-194T.

On y trouve :

• les données de tension, courant, puissance, énergie et facteur de puissance (cosinus φ) à l’entrée de la maison
• les mêmes données en sortie du Triac vers le chauffe-eau.
• La fréquence du réseau

Cas du module de mesure JSY-MK-194T sans Triac

Si vous éclatez votre système en plusieurs modules ESP32, celui en charge de la mesure n’aura probablement pas de Triac. La deuxième bobine, ne servira pas. Comme elle n’intervient pas dans le fonctionnement du routeur, c’est juste une mesure de puissance, vous pouvez l’utiliser pour mesurer autre chose en passant le conducteur de phase au travers.

Code Source et installation du logiciel

Pour télécharger le code source, le compiler puis le transférer dans l’ESP32, allez sur la page : https://f1atb.fr/fr/routeur-photovoltaique-realisation-logicielle/

Câblage d’une charge en triphasé

Pour les utilisateurs d’UxIx3 qui auraient des charges en triphasé, la solution la plus simple est de mettre 3 relais SSR (ou un relais triple) sur le même signal gpio et de programmer un mode multi-sinus ou train de sinus.

Unités en Photovoltaïques

Si vous voulez en savoir plus sur la mesure de puissance, regardez cette vidéo.

Sécurité

En travaillant sur ce projet en 230V, vous acceptez d’assumer la responsabilité de votre propre sécurité et de prendre toutes les précautions nécessaires pour éviter les accidents électriques.

Responsabilité

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