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 électrique et le courant électrique derrière le disjoncteur principal.
Le compteur Linky installé dans les foyers français fait cela très bien en monophasé et triphasé. Il est équipé d’une sortie d’informations numériques, couramment appelée TIC (Télé-Information Client). Celle-ci donne au client la possibilité de se renseigner en temps réel sur sa consommation électrique.
Branchement à la prise TIC du Linky
Il faut retirer le boitier jaune et la prise TIC se trouve dans la partie inférieure droite. 3 sorties la composent : A pour alimentation, que nous n’utiliserons pas, et I1 et I2 qui fournissent une sortie série asynchrone.
Le Linky à 2 modes de fonctionnement :
– historique : liaison à 1200 bauds, équivalent à d’anciens compteurs
– standard : 9600 bauds, plus riche en informations.
Le mode standard est impératif pour ce projet. Vous pouvez afficher le mode en cours sur votre Linky. Pour en changer, appelez votre fournisseur d’électricité, le changement est gratuit et prend 1 ou 2 jours.
Le signal fourni est de 0V pour un 1, et une sinusoïde à 50kHz 25Vmax pour un 0.
Format des données en mode standard
Pour chaque donnée envoyée par le Linky, il y a un formatage facile à comprendre et décoder. Il y a un nom, la valeur, et un check-somme. La séquence démarre par le caractère ‘STX’ et termine par ‘ETX’. Le document ENEDIS décrit parfaitement les messages.
Le routeur proposé permet de visualiser toutes les données du Linky en monophasé ou triphasé. Nous nous intéresserons principalement aux 4 données ci-après qui sont des valeurs entières :
| Messages Linky | Soutiré | Injecté |
|---|---|---|
| Puissance Apparente : S | SINSTS VA | SINSTI VA |
| Puissance Active P | NON fourni W | NON fourni W |
| Energie Totale : E | EAST Wh | EAIT Wh |
Le Linky donne toute les 2s, la puissance instantanée apparente soutirée SINSTS, la puissance instantanée apparente injectée SINSTI, mais ce qui nous intéresse le plus, c’est la puissance active en W qui n’est pas fournie. Néanmoins, en analysant l’énergie en Wh, EAST et EAIT, on a une mesure de la puissance active moyenne sur une longue période.
Avec SINSTS et SINSTI, on voit immédiatement si on consomme ou injecte de la puissance, ce qui est le plus important pour le routeur même si on ne connait pas la puissance active avec exactitude. Il y a également un paradoxe avec SINSTS et SINSTI, car une puissance apparente est le produit de la tension efficace par le courant efficace qui ne tient pas compte de la phase ou du sens de transfert (soutiré ou injecté). Cette distinction faite par le Linky nous sera utile.
Par la suite, pour le pilotage des actions, on utilise la variable Pw qui correspond à la Puissance Active Moyenne Soutirée – Puissance Active Moyenne Injectée.
Pw > 0 on soutire de l’énergie en provenance dEnedis
Pw < 0 on injecte de l’énergie vers le réseau public Enedis
Remarque CACSI
Attention, si vous avez signé un CACSI (Convention d’Autoconsommation Sans Injection) ou vous nêtes pas déclaré producteur auprès d’ENEDIS, vous n’aurez pas les valeurs injectées (SINSTI et EAIT). La nouvelle version du programme V3.10_Linky détecte ce cas et 8s après la mise en route vous fournit les valeurs de consommation (soutirée) uniquement.
Il est impératif dans ce cas avec CACSI, d’utiliser le routeur avec un seuil de réglage au-dessus de zéro, par exemple la consommation talon de votre maison : 200W. Si vous passez en dessous de ce seuil et à condition que le système qui bride la sortie d’énergie vers ENEDIS ne soit pas encore actif, les W commenceront à être envoyés à votre chauffe-eau ou tout autre dispositif.
Micro-Calculateur ou Microcontrôleur
Pour lire la trame de données en sortie du Linky, un microcontrôleur ESP32 est adapté à notre besoin. Il comprend :
- des entrées analogiques pour mesurer des tensions,
- des entrées/sorties numériques pour actionner un relais ou un triac si besoin,
- une bonne capacité de calcul
- une liaison WIFI pour faire du reporting à distance sur une page web ou un système de domotique.
Depuis la version 14.10 du routeur, il est possible d’utiliser une carte ESP32-ETH01 qui dispose d’une prise RJ45 pour se connecter au réseau par Ethernet.
Matériels
Raccordement au Linky
Au niveau du Linky connectez 2 fils sur les broches I1, I2. Fils assez gros pour rester coincé. Si vous avez une longueur de plusieurs mètres vers l’ESP32, utilisé du fil torsadé de téléphone ou mieux du fil de réseau informatique torsadé et blindé en reliant le blindage à la masse (Gnd). En entrée du système, une résistance R1 de 1.2kΩ à 1.5kΩ permet de respecter la charge recommandée par ENEDIS > 1kΩ et le courant nécessaire au coupleur optique (LTV-814) pour bien démoduler en 0 le signal à 50kHz. Après quelques essais avec un oscilloscope, c’est cette valeur qui me fournit un bon signal en sortie du coupleur vers l’ESP32 dont une résistance de 4.7Ω rappel le signal au +3.3V quand le coupleur ne conduit plus.
L’opto coupleur étant composé de 2 diodes en parallèle de sens opposé, il conduit sur la phase positive ou négative du signal d’entrée. Ainsi, durant toute la durée des oscillations à 50kHz on a un signal de sortie à zéro.
Certains réalisateurs avec une longue ligne capacitive vers le Linky ont descendu R1 jusqu’à 500Ω pour avoir des messages cohérents en entrée.
Personnellement après plusieurs mois avec une résistance R1 de 1500Ω, j’ai constaté quelques erreurs parfois. En decendant R1 à 1200Ω, ces erreurs semblent avoir disparu. R2 à 10kΩ, sur certains schémas, ramené à 4.7kΩ, donne de meilleurs résultats.
Van R. avec un câble ethernet CAT7 de 30m et une résistance d’entrée de 1000 Ω a fait fonctionner l’étage d’entrée.
Regis A, avec un câble long de 27m (type Ethernet CAT6) ont amélioré l’étage d’entrée en y incluant un Mosfet.
Si le Linky est chargé par d’autres appareils, on peut diminuer la charge imposée par notre interface en remontant la résistance R1 à 4.7kΩ et en rajoutant un Mosfet pour amplifier comme proposé sur différents schémas sur le web.
Raccordement à l’ESP32
La lecture de la trame série reçue du Linky se fait sur la broche GPIO26 de l’ESP32. La sortie TX est sur le GPIO27 mais n’est pas utilisée. A laisser libre.
2 Leds vertes et rouges, sur les GPIO 18 et 19 renseignent sur le fonctionnement du système.
Le schéma complet avec toutes les options se trouve ci-dessous. Il y a peu de composants.
Liste de Courses
- Résistance R1 1200 Ω 1/4 ou 1/8W (à adapter suivant la longueur et le type de câble)
- Résistance R2 4700 Ω 1/4 ou 1/8W
- 1 coupleur optique LTV-814 (Chine ou demandez à Google)
- Du fil de câblage et une plaque à trou pour le montage
- 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
- Modules LED
- Câbles Dupont
- Câble Micro USB (à choisir suivant connecteur USB)
- Alimentation 5V 1A
Maquette Routage
Maquette complète d’un routeur avec le capteur optique, un ESP32, 2 LEDs, un Triac, un relais solide et une alimentation 5V/1A.
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.
