Routeur via Ethernet

Routeur Multi Source

Architecture

Mesure de puissance

La mesure de puissance en entrée de maison s’effectue par une mesure de tension et une mesure de courant pendant au minimum une période du secteur à 50 Hz, soit 20ms. La puissance étant le produit des 2.

Pour effectuer cette mesure de puissance on a 7 solutions possibles. Une page est dédiée à chaque solution. Vous y trouverez le schéma électrique ainsi que la liste de courses pour les achats.

Mesure Externe

Dans ce cas on ne fait pas directement la mesure, mais on demande à un autre microcontrôleur ESP32 qui effectue la mesure de puissance à l’entrée de la maison, de nous fournir les résultats en passant par le WiFi ou Ethernet.

Traitement

Actionneurs

Pour transférer l’excédent de puissance disponible, on peut utiliser un gradateur avec un Triac ou des relais.

Attention, la charge branchée ne doit pas contenir d’électronique, sauf si vous êtes en mode ON/OFF. L’électronique ne s’accommode pas d’une alimentation découpée en entrée. Pour les chauffe-eaux à régulation électronique, il faut modifier le câblage pour insérer de préférence un relais SSR entre le thermostat électronique et les résistances. Sur ce relais, on peut mettre en parallèle si on le souhaite, le contacteur Jour/Nuit sachant que le routeur peut faire la même chose.

Gradateur – Triac

Pour ajuster le courant à injecter vers le chauffe-eau ou un chauffage, une des solution est l’utilisation d’un gradateur de chez RobotDyn composé d’un Triac et d’un système de détection du passage à zéro de la tension. Les modèles 24A et 60A n’étant plus disponible, il faut prendre un modèle plus petit de 8A et lui adjoindre un Triac BTA40. Voir les explications ici : https://f1atb.fr/fr/triac-gradateur-pour-routeur-photovoltaique/

Relais

Branchement des LEDs

Le système comprend 2 LEDs. La jaune clignote à chaque arrivée d’une mesure de puissance. La verte clignote plus ou moins vite suivant l’ouverture du Triac ou du/des relais qui alimentent la charge. On peut utiliser des modules LEDs précablés directement branchés sur les sorties de l’ESP32 ou faire un montage classique avec une résistance entre 220 ohms et 810 ohms qui alimente la diode LED et branché sur la sortie GPIO2 ou GPIO4.

Schéma de câblage avec un UxIx2

Câblage avec un relais SSR, le disjoncteur général du chauffe-eau. On a un disjoncteur séparé (2 à 10A) pour alimenter uniquement le module JSY et l’ESP32.

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 imprimé. On peut y passer autre chose, les mesures sont juste affichées, mais ne conditionnent pas le fonctionnement du routeur.

Mesure de Température

En option, on peut rajouter 1 à 4 capteurs de température, pour adapter le fonctionnement du routeur. Ce sont des DS18B20, capteurs de température étanches qui peuvent être positionnés en extérieur ou même dans l’eau d’une piscine. Trois fils en sortie sont à câbler :

• noir : relié à la masse Gnd de l’ESP32
• rouge : relié au 3.3V
• jaune : relié au GPIO33

Une résistance de 4700 Ω 1/4 ou 1/8 W est à relier entre les fils rouge et jaune.

Dans le cas de plusieurs capteurs, ils sont tous branchés en parallèle au GPIO33 (fil jaune). La résistance de 4700 ohm commune à tous est branchée entre le GPIO33 et le +3.3V. Les masses (fil noir) sont regroupés sur GND. Les fils rouges sont regroupés sur le +3.3V.

Chaque sonde a une adresse propre attribuée à la fabrication. Ainsi l’ESP32 sait les distinguer.

Montage

Le montage du système avec carte ethernet est similaire aux nombreux montages avec la carte ESP32 38 pins WiFi.

Pour l’affectation des GPIOs, il faut privilégier :

• Gpio 2 : LED jaune ou rouge
• Gpio 4 : LED verte
• Gpio 5 ou RXD : RX communication série avec UxIx2 TX, UxIx3 TX ou Linky
• Gpio 17 ou TXD : TX communication série avec UxIx2 RX ou UxIx3 RX
• Gpio 33 ou 485: Capteur de température DS18B20
• Gpio 12 : Triac Pwm
• Gpio 14 : Triac Zc
• Gpio 35 : UxI signal analogique commun 1.65V
• Gpio 36 : Uxi Mesure analogique Tension
• Gpio 39 : Uxi Mesure Analogique Courant
• Gpio 5,12,14,17,32,33 pour relais SSR si pas utilisé par un autre périphérique

Un contact bref entre une des entrées En et Gnd permet de faire un reset de l’ESP32.
La broche noté LINK permet de savoir si un câble Ethernet est branché ou pas.

Alimentation POE

Pour l’alimentation du module, on peut fournir du 5V ou du 3.3V sur la pin adequate. Une alternative est d’alimenter via le câble Ethernet par la méthode POE (Power Over Ethernet).

Du 48 V est envoyé sur le câble ethernet, via une alimentation 230V / 48V . Un séparateur ou splitter sépare le signal Ethernet et l’alimentation en fournissant du 5V.

Installation du logiciel

Voir les explications sur la vidéo ci dessous entre 6’15s et 11’15s

Les principaux Achats

• ESP32-ETH01
• FTDI232
• Relais SSR-40 DA
• Dissipateur
• Fils Dupont Femelle/Femelle
• Modules LED
• Mini Ecran OLED
• Alimentation 230v – 3.3V 700mA

Option POE (Power Over Ethernet)

• Alimentation POE
• Splitter Ethernet / 5V

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.

En particulier :

• Mettez à la terre (fil jaune/vert) le radiateur électrique du Triac ou des relais SSR
• Ne désinstallez pas le thermostat d’origine d’un chauffe-eau. Il assure la sécurité en cas de surchauffe.

En plus des risques électriques, assurez-vous de monter suffisamment en température pour les risques de salmonelle ou légionellose. En vertu de l’arrêté du 30 novembre 2005, la température de votre ballon d’eau-chaude doit être réglée entre 50° et 60° Celsius pour les dispositifs de moins de 400 litres et entre 55°C et 60°C si le « volume total des équipements de stockage est supérieur ou égal à 400 litres ».

Responsabilité

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