Routeur photovoltaïque simple à réaliser
Routeur Multi Source
Version V7.03_RMS
Version Obsolète
Principe du routeur photovoltaïque
Avec les panneaux solaires, dans une installation en autoconsommation, il est fréquent d’avoir de la surproduction d’énergie dont on ne sait que faire et qui est envoyée sur le réseau public. Une solution pour ne pas gaspiller cet excédent est de l’envoyer à un chauffe-eau électrique, un chauffage, une pompe de piscine…
Par exemple, si vous avez une production photovoltaïque de 2500 W et 1300 W consommés dans la maison, il vous reste 1200 W de disponible pour un chauffe-eau. Le routeur permet de fournir les 1200 W au chauffe-eau et pas plus bien que normalement, il absorbe 2400 W. Le routeur agit comme une vanne régulatrice du débit. Il s’assure que zéro watt sont soutirés ou injectés avec le réseau public.
Intérêt du routeur
Un rapide calcul, pour un chauffe-eau de 200l, équipé d’une résistance chauffante de 2400 W, montre qu’il faut près d’une heure de chauffe, soit 2.3 kWh pour monter l’eau de seulement 10°.
200l*1000gr*4.18Joule*10°/3600s=2322 Wh = 2.3kWh
Chaque jour, c’est plusieurs kWh qu’il faut fournir au chauffe-eau. Pour un système classique, on effectue cela de nuit à un tarif réduit. En cas de surproduction dans la journée des panneaux photovoltaïques, il est très intéressant d’envoyer cette énergie au chauffe-eau. C’est une superbe batterie de stockage d’énergie.
Tableau des Versions
Différentes versions de routeur ont été décrites. La version V7.00_RMS remplace les précédentes versions devenues obsolètes. Le hardware est inchangé, et de nouvelles fonctionnalités sont offertes.
| Version | Mesure courant / puissance | Actionneurs | Modulaire | Domoticz | MQTT / Home Assistant | Capteur de température | Tempo | Description |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Sonde Ampèremétrique Monophasé | Relais | Oui | Routeur Solaire. Mesure de Puissance avec un ESP32 | ||||
| 2 | Sonde Ampèremétrique Monophasé | Triac + Relais | Oui | Réalisez un Routeur Solaire pour gérer la surproduction | ||||
| 3.04_UxI | Sonde Ampèremétrique Monophasé | Triac + Relais | Oui | Oui | Oui | U x I : Routeur Solaire pour gérer la surproduction photovoltaïque | ||
| 3.11_Linky | Linky Monophasé ou triphasé | Triac + Relais | Oui | Oui | Oui | Réalisez un Routeur Solaire avec un Linky | ||
| 4.04_RMS | Multi Sources: 1 ou 2 sondes et Linky | Triac + Relais | Oui | Oui | Oui | Oui | ||
| 5.10_RMS | Multi Sources: 1 ou 2 sondes, Linky ou Envoye-S | Triac + Relais | Oui | Oui | Oui | Oui | ||
| 6.02_RMS | Multi Sources: 1 ou 2 sondes, Linky ou Envoye-S, Shelly Em | Triac + Relais | Oui | Oui | Oui | Oui | ||
| 7.03_RMS | Multi Sources | Triac + Relais | Oui | Oui | Oui | Oui | Oui |
Modularité
Le système se décompose en trois fonctions :
- la mesure de puissance au niveau du disjoncteur principal
- sonde ampèremétrique ou,
- Linky ou,
- module sonde ampèremétrique ou,
- passerelle Enphase – Envoy-S Metered ou,
- wattmètre Shelly Em
- le traitement à l’aide d’un microcontrôleur ESP32,
- les actionneurs avec un triac et des relais pour alimenter différentes charges. Avec en option de contrôle un capteur de température.
Mesure de puissance
La mesure de puissance s’effectue par une mesure de tension et une mesure de courant. La puissance étant le produit des 2. Dans cette nouvelle version 7.00_RMS du routeur, on a 6 choix de source de mesure.
UxI
On effectue simultanément une mesure de courant et de tension à l’entrée de la maison. On utilise un capteur de courant dans lequel on fait passer le fil de phase du secteur. En sortie, agissant comme un transformateur, il fournit un courant identique, mais 2000 fois plus faible.
De même, on utilise un transformateur bobiné classique abaisseur de tension qui nous isole du secteur. Par exemple un 230v/6v.
Le microcontrôleur ESP32, grâce à ses convertisseurs Analogique->Digital assure la numérisation et effectue les produits UxI pour mesurer la puissance. C’est le même schéma que dans la version précédente du routeur V3.04_UxI.
Pour plus de détails, voir l’article : https://f1atb.fr/capteur-u-x-i-pour-routeur-photovoltaique/
Linky
La mesure de tension, de courant et de puissance est très bien faite par le Linky. En se connectant à la prise TIC (Télé Information Client) il est possible d’extraire les valeurs par une liaison série vers le microcontrôleur ESP32.
C’est le même schéma que dans la version précédente du routeur V3.11_Linky.
Pour plus de détails, voir l’article :
https://f1atb.fr/capteur-linky-pour-routeur-photovoltaique/
UxIx2
On retrouve ici le principe de la mesure UxI (mesure tension et courant) mais avec un module précâblé simple à monter sans soudure. Il s’agit du JSY-MK-194 que l’on trouve chez Aliexpress. Il dispose d’une sonde de courant mobile que l’on positionne autour du fil de phase du disjoncteur principal pour faire fonctionner le routeur. Une deuxième sonde fixe sur le module permet de mesurer par exemple le courant et la puissance en sortie du Triac. Les mesures sont transmises à l’ESP32 par une liaison série.
Pour plus de détails voir l’article : https://f1atb.fr/capteur-uxix2-pour-routeur-photovoltaique/
Envoy-S Metered
Pour les systèmes photovoltaïques construits avec des micro-onduleurs Enphase Energy et disposants de la passerelle Envoy-S Metered (firmware V5 et V7), il est possible d’obtenir directement les informations de puissance à l’entrée de la maison.
Pour plus de détails, voir l’article : https://f1atb.fr/routeur-photovoltaique-via-passerelle-enphase-envoy-s-iq-gatewaymetered/
Shelly Em
Un module Shelly Em pour du monophasé ou un Shelly 3Em pour du triphasé implanté au niveau du disjoncteur principal permet d’obtenir sur le réseau Wifi les informations de puissances consommées en temps réel.
Pour plus de détails, voir l’article : https://f1atb.fr/capteur-shelly-em-pour-routeur-photovoltaique/
Externe
Dans ce cas on ne fait pas directement la mesure, mais on demande au microcontrôleur ESP32 qui effectue la mesure de puissance à l’entrée de la maison, suivant l’une des 4 méthodes expliquées précédemment, de nous fournir les résultats en passant par le Wifi.
Traitement
Pour effectuer les mesures et les traitements, L’ESP32 est un microcontrôleur 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,
- des liaisons séries
- une bonne capacité de calcul
- une liaison WIFI pour faire du reporting à distance sur une page web ou un système de domotique.
Actionneurs
Gradateur – Triac
Pour ajuster le courant à injecter vers le chauffe-eau ou un chauffage, on utilise un gradateur de chez RobotDyn composé d’un Triac et d’un système de détection du passage à zéro de la tension. Il existe 2 modèles :
- gradateur 16A ou 24A
- gradateur 40A avec ventilateur
et sont disponibles chez Aliexpress.
Attention, le refroidisseur d’origine du Triac (modèle 16 ou 24A) est largement sous-dimensionné sachant qu’il devra fonctionner pendant plusieurs heures. Remplacez-le par un plus grand en dessoudant et déplaçant le Triac. Pensez à raccorder le refroidisseur au fil de terre pour la sécurité.
Pour en savoir plus : https://f1atb.fr/triac-gradateur-pour-routeur-photovoltaique/
Relais
Ce projet permet l’ajout de relais sur les GPIOs libres de votre choix pour commander un ou plusieurs dispositifs suivant l’état de consommation ou injection de puissance au niveau de la maison. Sur le schéma plus haut, ils sont en GPIO6 et GPIO7.
Vous pouvez connecter un relais solide (SSR) ou un relais mécanique. Il en existe de nombreux de 10, 25 ou 40A. Ils doivent être commandables en 3.3V.
Mesure de Température
En option, on peut rajouter un capteur de température, pour adapter le fonctionnement du routeur. C’est un DS18B20, capteur de température étanche qui peut être positionné 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 GPIO13
Une résistance de 4700 Ω 1/4 ou 1/8 W est à relier entre les fils rouge et jaune.
Architecture Multi Routeurs
Le système peut s’éclater en différents modules pour s’adapter à des distances élevées entre le disjoncteur et les équipements à alimenter. Un ESP32 est en charge de la mesure suivant l’un des 4 modes décrit plus haut et d’autres ESP32 servent de routeurs pour piloter différents équipements dans la maison. De simples relais pilotables par Wifi peuvent également être contrôlés.
On installe le même logiciel (même version) sur tous les ESP, ensuite ils communiquent entre eux par Wifi, pour obtenir les valeurs de puissances de la part de celui en charge de la mesure.
Présentation du routeur RMS en vidéo
Page Web
Le code installé sur l’ESP32 comprend un serveur Web qui permet d’afficher sur une page, les différentes mesures ainsi que l’historique des puissances observées. Il suffit de rentrer l’adresse IP ou le ‘hostname.local ‘ de l’ESP32 dans le champ d’adresse de votre navigateur web.
Page principale – Accueil
En haut, une zone de menus pour choisir la page.
En dessous, l’heure (de France) fournie par le réseau.
Un tableau donne différentes valeurs mesurées ou calculées :
- la puissance active Pw en Watt. C’est elle que vous payez lorsque vous soutirez,
- la puissance apparente en VA, produit Ueff*Ieff,
- l’énergie active soutirée depuis 0h en Wh
- l’énergie active totale en Wh
Dans le cas d’un capteur d’entrée type UxIx2, il y a les mêmes données pour la deuxième sonde, en général la sortie du Triac qui alimente le chauffe-eau.
Un deuxième tableau, donne l’état courant des actionneurs. Ici, l’ouverture du Triac à 65% du temps. La régulation est en cours pour ajuster la puissance consommée/injectée de la maison autour de 0W.
Un premier graphe donne la puissance active en rouge et la puissance apparente en bleu vert durant les 10 dernières minutes. On remarque que durant les phases de régulation, la puissance apparente est très importante et chahutée. C’est un comportement normal. Durant une demi-sinusoïde de 10ms, on consomme et on injecte de la puissance pour avoir un bilan nul de puissance active. Cela se traduit par de la puissance apparente élevée. Il n’y a pas de somme algébrique signée, c’est une somme de carrés. Voir la vidéo sur les unités électriques https://youtu.be/xHhURisycmA
Un deuxième graphe, dans le cas UxIx2, donne l’historique durant les 10 dernières minutes de l’énergie ayant traversé la deuxième sonde, ici pour alimenter le chauffe-eau.
Si un capteur de température DS18B20 est connecté sur le GPIO13, on retrouve en page d’accueil la température mesurée qui sert au contrôle des actions si besoin ainsi que son historique sur 10mn.
Plus bas sur la page, deux autres graphes donnent la puissance active sur 48H et l’énergie quotidienne (Soutirée-Injectée) en Wh sur un an. Ce dernier est stocké en mémoire ROM de l’ESP32 pour ne pas être perdu en cas de coupure de courant.
Page données brutes
Cette page regroupe des données brutes de mesures collectées par le système. Cela dépend du capteur de mesure en entrée.
Avec un capteur UxI, le graphe en rouge et vert donne la forme de la tension et du courant sur une période de 20ms. C’est le résultat de la mesure par l’ESP des entrées analogiques.
Avec un Linky, un premier tableau, donne les principales valeurs pouvant vous intéresser pour le suivi de votre consommation. Il donne, par exemple, les pointes de consommation et d’injection des derniers jours. Ce tableau est plus fourni en triphasé, il donne certaines valeurs par phase.
Un deuxième tableau est la recopie du dernier message série reçu du Linky. Se reporter à la documentation d’Enedis, pour décoder le message.
Avec un capteur UxIx2 on affiche le contenu des mesures du module JSY-MK-194T.
- 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
Avec l’Enphae Envoye-S Meter’ on a les tensions, courants, puissances etc..
Pour une configuration de firmware V5 la connexion à la passerelle est directe. Pour une passerelle V7, il faut s’assurer que l’on a obtenu le droit d’Enphase de collecter les données directement sur l’Envoye-S Meter’.
Un peu choquant quand on a le système installé chez soi.
En effet à partir de la version V7 du logiciel dans la passerelle Enphase, il faut faire une demande auprès d’Enphase sur 2 serveurs aux US pour obtenir un identifiant (Session Id) et un jeton d’accès (Token) qui vous permettront de lire les données pendant une durée limité.
Toute l’opération se passe automatiquement, le logiciel dans l’ESP32 s’en charge. Les 2 réponses OK montrent que cela s’est bien passé.
En cas de mesures par un ESP32 distant, ce sont les données distantes représentées ici.
Un dernier tableau, fourni des informations sur l’ESP32, pour suivre son fonctionnement. En particulier on surveille le niveau du WIFI afin qu’il ne passe pas en dessous des -80 dBm.
Le nombre d’interruptions durant 15ms permet de tester la présence du signal Zc (Zero Crossing) en provenance du gradateur toute les 10ms. Le premier chiffre donne le nombre traité 1 ou 2. Le deuxième nombre entre 1 et 4 correspond aux interruptions reçues. L’ESP32 est très chatouilleux sur les interruptions, il en voit plus que de réalité. Un filtrage logiciel rejette les interruptions moins de 2ms après la première.
Page paramètres
Une page est dédiée au paramétrage du système. Il y a de légères variantes suivant le type de capteur d’entrée.
En premier, définir le capteur de mesure : UxI, UxIx2, Linky, Envoy ou Externe.
Il est possible de personnaliser le routeur et les données en attribuant un nom.
Si vous avez un contrat « Tempo », vous pouvez demander l’affichage de la couleur du jour et du lendemain.
L’adresse IP de l’ESP32 est définie soit :
- par votre box internet. Cochez la case DHCP
- par vous-même en choisissant une valeur hors de la plage DHCP de votre box et en remplissant les champs passerelle, masque et DNS
Si vous souhaitez envoyer des données à Home Assistant ou Domoticz via un broker MQTT (par exemple Mosquitto), mettez une période de répétition autre 0 et remplissez les champs. Pour Home Assistant, mettez le Prefix ‘homeassistant’ La découverte des entités se fera automatiquement. Vous retrouverez toutes les données importantes, tension, puissance et même la température si vous avez installé un capteur DS18B20 ou l’option tarifaire si vous avez un Linky.
Page actions
Cette page permet de configurer les actionneurs et de définir un planning de routage. Elle offre une grande flexibilité de configuration pour s’adapter aux divers besoins.
La première des actions est réservée au pilotage du Triac. Cocher la case pour l’activer. En cliquant sur + ou – on peut ajouter ou enlever des plages horaires. En déplaçant la souris horizontalement, on peut modifier les heures. Pour une plage horaire donnée, il y a 3 types d’action possible. Cliquez sur l’option choisi :
- Triac forcé à Off (zone bleue). Pour tout arrêter
- Triac forcé à On (100%) (zone rouge). Pour une mise en route de nuit d’un chauffe-eau par exemple
- Triac ouvert entre 0 et 100% si Pw (puissance active en entrée de maison) < Seuil à définir, Off si supérieure au Seuil. Seuil en général à 0. (zone jaune foncé)). Mode normal de régulation.
Si votre ESP32 a un capteur de température DS18B20 connecté au GPIO13, il est possible de conditionner le passage à On (zone rouge) ou la régulation (zone jaune foncé) à une température ou une fourchette de températures (zone jaune clair) . Ne rien mettre si l’on ne souhaite pas considérer la température.
Si vous avez sélectionnez l’option Tempo ou vous êtes connecté à un Linky, vous pouvez conditionner la mise en route du Triac ou des relais à l’option tarifaire en cours.
Toutes les 200 ms, le logiciel augmente ou diminue la durée de conduction du Triac en comparant la puissance mesurée Pw au seuil fixé. Cela permet après plusieurs mesures de s’approcher de l’équilibre pour avoir une consommation/injection au niveau de la maison proche du Seuil (en général 0W) que l’on a fixé. Quand on augmente de 10% la durée d’ouverture, l’effet ne sera pas le même si vous avez une charge de 500W max connectée ou une charge de 3000W. Un curseur permet d’augmenter ou de réduire le gain de l’asservissement ou la réactivité de l’ensemble. En regardant l’historique de 10mn, on voit si la réaction à toute variation de consommation est lente ou trop rapide, engendrant une oscillation de la puissance active (courbe rouge).
Les autres actions permettent de piloter des relais branchés sur les sorties GPIO disponibles (sauf les GPIO32, GPIO33, GPIO35) ou de piloter un relais distant comme le SonOff Mini R2 https://f1atb.fr/sonoff-mini-installer-son-firmware-simplement-par-le-wifi/
Il faut remplir les différents champs :
- Host: mettre « localhost » sans les « » si le relais est connecté à cet ESP32 ou l’adresse IP du relais distant
- Port: en général 80 pour une communication suivant le protocole http
- On : pour un relais local mettre « gpio=17&out=1 » si l’on souhaite mettre à 1 la sortie GPIO 17. Pour un relais externe distant, mettre la commande demandée par le constructeur
- Off: pour un relais local mettre « gpio=17&out=0&init=0 » si l’on souhaite mettre à 0 la sortie GPIO 17 et l’inialiser à 0 à la mise en route
- Répet: répétition périodique en s si besoin de la commande. Avec 0 la commande est envoyée une seule fois au franchissement du seuil.
Pour chaque plage horaire, il y a 4 types d’action de routage :
- Pas de contrôle: il ne se passe rien.
- Off : on force l’état Off du relais
- On: on force l’état On du relais
- Pw< et Pw> : si la puissance active est inférieure à un seuil, le relais passe à On. Si la puissance active est supérieure à un autre seuil, le relais passe à Off. Attention, il faut que le seuil(off) – seuil(on) soit supérieur à la consommation de l’équipement connecté pour éviter un risque d’oscillation On/Off.
De même que pour le Triac, on peut conditionner l’action On à une température ou fourchette de températures.
Chaque fois que vous sauvegardez, une nouvelle action vierge est proposée. Pour enlever une action, videz les champs.
Contrôle Externe des GPIOs
Pour des configurations associées à de la domotique, il est possible de piloter à distance les GPIOs libres. Pour bien choisir le GPIO, il y a un très bon article ici: https://www.upesy.fr/blogs/tutorials/esp32-pinout-reference-gpio-pins-ultimate-guide
La commande à passer est de la forme : http://<ip de l’ESP32>/SetGPIO?gpio=<numéro du GPIO>&out=0 ou 1;
Exemple: http://192.168.123/SetGPIO?gpio=18&out=1
Remarque CACSI
Attention, si vous avez signé un CACSI (Convention d’Autoconsommation Sans Injection), votre système interdit les injections de puissance sur le réseau public. Cela se traduit à un bridage par moment pour ne pas avoir de valeur de puissance négative (=injection) à l’entrée de la maison.
Il est impératif dans ce cas avec CACSI, d’utiliser le routeur avec un seuil de réglage des W 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.
Sauvegarde
Lorsque l’on apporte des modifications à ces paramètres. Il ne faut pas oublier de les sauvegarder dans la mémoire ROM de l’ESP32 puis faire un ESP32 Reset pour que le système soit relancé avec les nouveaux paramètres.
Montage
Le système le plus simple à monter est le capteur UxIx2. Avec les différents modules utilisés, il n’y a pas de soudure ou presque avec l’éventuel changement du Triac.
Les composants sont principalement achetés sur Aliexpress en chine. La merveille d’ESP32 est de design chinois. Cela fonctionne très bien, vérifiez simplement que le mode d’expédition proposé vous assure une livraison dans les 10 à 30 jours à venir. Parfois en payant 1 euro de plus, on arrive à accélérer l’envoi.
Plus de détails sont fournis dans les articles du blog dédiés aux différents capteurs de mesure.
Des exemples de réalisation sont donnés ici.
Installation avec un Contacteur Jour/Nuit
Dans ce schéma , on garde le contacteur Jour/Nuit et on installe en parallèle le routeur.
Remarque: le routeur ne coupe pas le neutre mais la phase uniquement.
Longue distance
Pour ceux qui sont sur un grand terrain avec le Linky loin du routeur WIFI, l’utilisation d’un ESP32 avec une antenne déportée permet de doubler la portée du WIFI. On peut typiquement faire du 50m, là où votre smartphone ne captera plus le Wifi.
On l’achète chez Aliexpress (module ESP32 Wroom 32U) : https://fr.aliexpress.com/item/1005005306335907.html
La sortie antenne sur connecteur SMA permet d’y rajouter une rallonge coaxiale pour placer l’antenne dans un endroit dégagé.
Code Source
L’ensemble du code est écrit en utilisant l’IDE Arduino. C’est le même code quelle que soit la configuration modulaire choisie et quel que soit le capteur de mesure. Il est injecté dans un premier temps par la liaison série, puis une fois en place, on peut le modifier si besoin par le Wifi Si vous n’êtes pas familier de l’IDE Arduino, voir les détails ici. Il faut, dans les préférences de l’IDE, faire appel au gestionnaire de carte de « Espressif » qui développe l’ESP32. Allez dans Fichier / Préférences et mettez l’adresse : https://dl.espressif.com/dl/package_esp32_index.json
Le code source est disponible ici:
Dézipper l’ensemble et ouvrez dans l’IDE Arduino (version 2.xx) le fichier Solar_Router_V7_03_RMS.ino.
Vérifiez que vous avez les bibliothèques installées sur votre IDE Arduino :
- RemoteDebug
- PubSubClient
- OneWire
- DallasTemperature
- ArduinoJson
- UrlEncode
Ensuite vous devez compiler le logiciel en précisant à l’IDE Arduino que vous avez une carte ESP32.
Sélectionner la carte ESP32 Dev Module ainsi que le port de COM de Windows sur lequel est branchée la carte par le port série puis lancez la compilation et le téléchargement. Avec certaines cartes, si le téléversement du code dans l’ESP32 ne se fait pas, il faut presser sur le bouton boot au début de la tentative de téléversement.
Historique des versions V5.x , V6.x , V7.x
- version V5.01_RMS corrige un bug sur le traitement des températures avec le Triac
- version V5.02_RMS met à jour le numéro de version et la couleur du tarif Tempo bleu
- version V5.10_RMS rajoute la possibilité de se connecter à une passerelle Enphase – Envoy-S metered – firmware V5. Compléments pour le traitement des caractères speciaux % # dans les mots de passe.
- version V6.00_RMS
- Corrige un bug sur le nom du capteur de température et retire les mauvaises mesure de température
- Introduit la source Smart Gateways (en phase de test) des compteurs belge, holladais etc.
- Introduit la source Shelly Em
- Introduit un code tarifaire numérique en plus de LTARF dans les messages MQTT si Linky
- Encode les URL vers Enphase pour passer les mots de passe
- version V6.01_RMS
- Recadre la courbe des températures sur 48h
- Affiche les valeurs des courbes suivant la postion du curseur en X
- Corrige un bug d’ocillation d’un relais externe pendant 1mn au début de l’action
- version V6.02_RMS
- Corrige un bug pour le Shelly en triphasé et en injection
- version V7.00_RMS
- Affiche la couleur du jour de la tarification Tempo et permet sa prise en compte dans les actions
- version V7.01_RMS
- Corrige un bug sur l’affichage de l’energie quotidienne dans le cas ESP externe
- version V7.02_RMS
- Prend en compe les caratères non alphabétiques dans le mot de passe réseau
- version V7.03_RMS
- Corrige un bug d’accès wifi vers Envoy et EDF
Mise à jour des anciennes versions
Dans le cas d’une mise à jour des anciennes versions V3.04_UxI ou V3.11_Linky, V4, V5, V6 vers la V7, notez bien sur une feuille de papier les paramètres et réglages. La nouvelle version V7, virginise la mémoire ROM au premier lancement. Il faudra faire comme un premier lancement en se connectant au point d’accès Wifi.
De plus votre box internet risque d’attribuer à l’ESP une nouvelle adresse IP. Si vous faites la mise à jour par le câble USB, pas de souci, le Moniteur Série, au lancement vous donne l’adresse IP qui a été attribuée. Si vous faites la mise à jour par OTA (bien pratique quand l’ESP est loin de votre PC), c’est au niveau de votre box internet que vous allez trouver l’adresse IP attribuée par elle. Ou bien sur votre téléphone vous avez une application comme Fing qui vous liste toutes les machines connectées au réseau et vous y trouverez la nouvelle adresse IP de l’ESP. Par la suite vous pouvez forcer l’adresse IP précédente dans la page paramètres.
Si vous utilisez également l’affichage distant de la « maisonnette », pensez à mettre à jour le logiciel :
https://f1atb.fr/affichage-a-distance-consommation-ou-surproduction-electrique/
Moniteur Série
Après une opération de téléchargement, ouvrez le moniteur série de l’Arduino en allant sur le menu Outils. Vérifiez à droite de la fenêtre qui s’est ouverte que vous êtes à 115200 baud. L’ESP32 vous fournira de nombreuses informations comme l’adresse IP qu’on lui a attribuée etc.
Premier lancement du programme
Au premier lancement du programme dans l’ESP32, le logiciel ne connaît pas le nom et le mot de passe de votre réseau Wifi à la maison. Il va créer son propre Wifi en passant en mode point d’accès pour que vous vous y connectiez. Sur votre Smartphone (deconnectez votre accès mobile) ou PC portable, regardez la liste des WiFi disponibles. Connectez-vous à celui qui porte le nom ESP-RMS….., il n’y a pas de mot de passe.
Ouvrez un navigateur web et rentrez l’adresse 192.168.4.1 qui correspond à l’ESP32. Il va vous renvoyer une page vous demandant le nom du WiFi de la maison auquel se connecter à l’avenir et le mot de passe.
Votre box internet va attribuer à l’ESP32 une adresse IP sur votre réseau maison.
Reconnectez vous au Wifi de la maison avec votre smartphone ou PC. Rentrez l’adresse IP attribuée à l’ESP32 dans un navigateur Web.
Adresse IP Fixe
Si vous souhaitez fixer vous-même l’adresse IP, allez faire un tour auprès de votre box à la rubrique réseau / DHCP, vous trouverez le champ des adresses dynamiques. Par exemple, souvent les Livebox d’Orange attribuent des adresses dynamiques DHCP entre 192.168.1.10 et 192.168.1.150. Il vous reste alors un champ libre pour attribuer vos propres adresses entre 192.168.1.151 et 192.168.1.253. Fréquemment, les .254 et .255 sont réservés à autre chose. Vous pouvez ainsi donner comme adresse 192.168.1.200 à l’ESP32 si aucune autre machine sur le réseau occupe déjà cette adresse. Ce forçage de l’adresse IP, se fait dans la page « Paramètres » de l’ESP32.
IP Address gateway correspond à l’adresse IP de votre box. C’est elle qui fait la passerelle (gateway) avec le monde extérieur. Chez Orange, c’est en général 192.168.1.1. Chez Free, c’est plutôt 192.168.0.254. Les trois premiers chiffres 192.168.0 ou 192.168.1 doivent être les mêmes pour la box et votre ESP.
Clignotement des LEDs
Les 2 LEDs clignotent en phase toutes les 300ms. L’ESP32 cherche à se connecter au WIFI de la maison que vous lui avez défini.
Les 2 LEDS clignotent en opposition de phase. L’ESP32 ne trouve pas le WIFI, il est en mode Point d’Accès. (AP) en créant son propre réseau . Ouvrez votre smartphone et connectez-vous comme pour un premier lancement de programme.
La LED jaune clignote toutes les 2s environ. C’est bon signe, l’ESP32 reçoit des mesures de tension, puissance etc.
La LED verte clignote, le Triac est ouvert. Plus elle clignote, plus l’ouverture est importante.
Arduino OTA
Le code inclut la possibilité de le mettre à jour non pas par la liaison série entre le PC et l’ESP mais via le Wifi. C’est la fonction Arduino OTA (On The Air). Dans l’IDE Arduino, allez à Outils/Port/Réseau Port vous y trouverez mentionné la carte ESP32 du routeur. Sélectionnez là et le téléchargement se fera via le Wifi et non plus le port série. L’IDE Arduino vous demande un mot de passe lors de la compilation. Répondez n’importe quoi, 1 lettre minimum. Cette fonctionnalité est bien utile, une fois le routeur implanté probablement loin de votre PC.
Remarques
Si vous regardez les premières lignes du programme (Solar_Router_V7_02_RMS.ino), il y a 2 constantes :
#define HOSTNAME « RMS-ESP32-«
#define CLE_Rom_Init 702567807
La première définie le début du nom de votre ESP sur le réseau, le deuxième est une clé qui permet de tester si le programme a déjà tourné. Au premier lancement, l’ESP ayant peu de chance de trouver cette clé en mémoire, la mémoire de stockage en ROM est virginisée. Par la suite, elle contiendra cette clé et tous les paramètres de configuration et l’état des compteurs d’énergie en Wh chaque jour à 0h. Si vous voulez, virginiser à nouveau la mémoire, changez la clé. Attention, votre ESP32 repartira en mode point d’accès, puis une fois le réseau WiFi connu, il aura une adresse IP obtenue par la box internet (DHCP).
Debug en ligne
Si vous êtes branché par le port série à l’ESP32, les messages de debug sous la forme Serial.print(…) ou Serial.println() sont disponibles sur le moniteur de l’IDE Arduino à 115200 bauds.
Si vous êtes branché uniquement en Wifi, le debugger de Joao Lopes est implanté dans le logiciel. Il est accessible par le navigateur web. Téléchargez le code ici: https://github.com/JoaoLopesF/RemoteDebugApp , décompressez le zip dans un dossier quelconque et cliquez sur index.html. Rentrez l’adresse IP de l’ESP32 pour obtenir les messages Debug.print() ou Debug.println(…) .
Bugs Soft
Attention, si vous n’arrivez pas à communiquer entre votre PC et l’ESP32, c’est qu’il vous manque le driver pour l’interface USB. En général, c’est le CP2102 qui se trouve sur la carte ESP32. Pour plus d’explications, allez sur la page : https://f1atb.fr/programmation-de-lesp32-application-au-routeur-photovoltaique/
Sur certaines configurations, lors de la compilation, il y a une erreur de librairie inexistante :…..include <hwcrypto/sha.h>
Avec un éditeur de texte, ouvrez le fichier dans vos bibliothèques Arduino C:/Users/Utilisateur/Documents/Arduino/libraries/RemoteDebug/src/utility/Websockets.cpp
Le début de l’adresse peut changer suivant l’utilisateur. Retrouvez le dossier Arduino pour localiser le fichier dans les sous-dossiers.
A la ligne 42, remplacez :
#include <hwcrypto/sha.h>
par
#include <esp32/sha.h>
Ne me demandez pas pourquoi, sur mon PC de bureau, je n’ai pas besoin de faire cette modification, sur mon PC portable, j’ai besoin.
Bug matériel
Dans de rare cas, l’horloge interne de l’ESP32 ne démarre pas. Pour vérifier qu’elle tourne correctement, sur la page d’accueil vous devez avoir l’heure. Un peu plus d’explication ici : https://f1atb.fr/programmation-de-lesp32-application-au-routeur-photovoltaique/
Comparaison des capteurs de mesure
Pour vous aider dans votre choix du capteur de mesure en entrée, voici un tableau donnant les + et les -.
| Capteur | Période échantillonnage | + | – |
|---|---|---|---|
| UxI | 40 ms | Échantillonnage rapide permettant une grande réactivité en cas de changement de la consommation | Du câblage de différents composants, difficile pour les non-électroniciens |
| Linky | 2 s | Même mesures qu’Enedis | Un peu de câblages et ligne à tirer depuis le compteur. Échantillonnage lent : 2s |
| UxIx2 | 400 ms | Très simple à câbler. Zéro soudure. Échantillonnage correct. Deuxième canal de mesure | Légèrement plus cher que les autres solutions. |
| Envoy-S | 400ms | Peu de câblage. Echantillonnage correct. | Limité au produit Enphase firmware V5 et V7 |
| Shelly | 400ms | Peu de câblage. Echantillonnage correct. Monophasé ou Triphasé | |
| Externe | 2 s | Permet de déporter le routeur près du dispositif à piloter. | Nécessite un ESP32 avec un des 5 capteurs cité plus haut pour mesurer les puissances. |
Visualisation à distance
Certaines des données peuvent être affiché à distance sur un mini écran qui s’allume au passage d’une personne. Les détails de la construction sont disponibles ici : https://f1atb.fr/affichage-a-distance-consommation-ou-surproduction-electrique/
Si vous changez de version de routeur, il faut mettre à jour le logiciel de l’affichage distant.
Evolutions demandées
Nombreuses sont les demandes d’évolutions du routeur. Ci dessous une récapitulation des principales.
| Sujet | Description | Status |
|---|---|---|
| Bouton Marche Forcée | Forcer le Triac à On pendant 2h par exemple | |
| Tempo | Afficher la couleur du jour et jour+1 des abonnements Tempo | Réalisé dans la version 7 |
| Actions avec Tempo | Conditionner l’exécution d’actions à la couleur Tempo du Jour | Réalisé dans la version 7 |
| Train de 1/2 sinusoïdes | Proposer un mode permettant, au lieu de hacher la sinusoide de tension, l’envoi de trains de demi-sinusoïde toutes les secondes | En cours de développement |
| Source MQTT | Intégrer un message via MQTT comme source de mesure de la puissance | |
| Evolutions Maisonnette | Afficher Tempo et ouverture du Triac dans l »affichage distant (Maisonnette) | Affichage Tempo à partir version 7 |
| Shelly login | Possibilité de renseigner le login et mot de passe du shelly | Ne dispose pas de Shelly actuellement pour tester. |
| Activer Actions à distance | Possibilité d’activer / désactiver le routeur solaire (surtout le triac) à distance via un système de domotique (soit via une API, une requête HTTP ou MQTT) ou même de le forcer à ON. | |
| Source ECU-C | Intégrer l’ECU-C d’AP System comme source de mesure de la puissance | |
| Multi Triacs | Rajouter des Triacs pour différentes charges. | |
| Echange température | Pouvoir echanger d’un ESP vers l’autre, la température, comme les puissances. | |
| MQTT triphasé | Envoyer le détail des puissances des 3 phases | |
| Source SmartG | Pour les compteurs belges. | En développement. Recherche testeurs. |
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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Bonjour.
Est il possible d’utiliser un ESP32 avec un port ethernet ?
Désolé mais, le code actuellement, ne traite que la version WIFI.
Merci.
Pas de projet pour l’ethernet ou Zigbee ?
Non pas pour l’instant.
Y a t’il une longueur max pour le câble entre sonde de T° et ESP32 ?
J’ai besoin de 15 mètres.
J’ai pas essayé. Avec Google, vous trouverez sûrement des personnes qui ont essayé de longues distances pour le DS18B20.
Bonjour André
Peut-on, sans trop modifier votre programme, ajouter une décimale à la température?
Surtout dans la partie « Action » et peut-être sur le graphique.
Merci pour votre travail
Bonjour,suite à la mise à jour du routeur j ai un souci au niveau de lecture des puissances qui ne corresponde pas à mon conteur linky.
Merci de votre aide
j ai trouver mon erreur je n avais pas activer suivie linky.
Mise en ligne de la version V5.10_RMS du routeur donnant l’accès aux passerelles Envoy-S Metered disposant du firmware V5. Cela vient en complément des passerelles Envoy-S Metered V7 des versions précédentes. Cette nouvelle version améliore la gestion des caractères spéciaux %,# dans les mots de passe.
Toujours au top 👍
merci pour cette mise a jour qui permet les caractères spéciaux
Des fois que ça intéresse quelqu’un. Voici une nouvelle version du gradateur de chez robotdyn. https://fr.aliexpress.com/item/1005006211999051.html?pdp_npi=3%40dis%21USD%21US%20%2412.90%21US%20%2410.96%21%21%21%21%21%402140d3ff16994327878413795ea635%2112000036300172282%21im%21%21&gatewayAdapt=glo2fra
celui semble intéressant.
le fonctionnement est il identique, je parle surtout pour sa commande, sans neutre comment il connaît le passage a 0?
je me posais la même question !
Il y à sur la photo un fil noir qui est marqué N (neutre) le neutre ne sert que de référence ! me semble-il…
sur une des photos il y a un petit fil branché sur un « N »
d’autre part ils disent que l’on peut faire varier la vitesse d’un moteur
cela pourrait être intéressant pour une pompe de piscine
qu’en pensez vous ?
Dans le descriptif ils indiquent ceci :
Le gradateur est connecté aux contrôleurs Arduino via deux broches numériques. Premier (zéro) pour contrôler le passage de la phase nulle de AC, qui est utilisé pour initier le signal d’interruption. Deuxième (DIM/PSM) pour contrôler le courant (dim).
J’ai commandé un exemplaire pour l’essayer avec le routeur.
André
Bonjour,
Pourrez-vous donner la valeur des résistances qui sont avant le pont de diode (partie détection du ZC)?
Dans la version précédente, elles étaient trop faibles pour une compatibilité en 600V (pour du biphasé, le neutre de référence est remplacé par une phase), et la puissance dissipée dépassait les 1W pour 2 résistances CMS 0,5W. De plus, les résistances ont une tension max qui est rarement 600V, il faudrait donc qu’elles soient en série.
Cordialement,
Bonjour André,
J’ai un problème avec le v10 (mais aussi avec celle juste avant ) et toujours sur la même ligne:
if (WiFi.waitForConnectResult(10000) != WL_CONNECTED) {
Je n’arrive pas à trouver l’erreur et je suis pourtant passer par toutes les étapes pour bien vérifier que je savais programmer (succès OTA). Auriez vous une idée ?
Detail:
D:\Important\Documents\Damien\Bricolage\rs10\Solar_Router_V5_10_RMS\Solar_Router_V5_10_RMS.ino: In function ‘void loop()’:
Solar_Router_V5_10_RMS:589: error: no matching function for call to ‘WiFiClass::waitForConnectResult(int)’
if (WiFi.waitForConnectResult(10000) != WL_CONNECTED) {
^
In file included from C:\Users\Damien\AppData\Local\Arduino15\packages\esp32\hardware\esp32\1.0.6\libraries\WiFi\src/WiFi.h:32:0,
from C:\Users\Damien\AppData\Local\Arduino15\packages\esp32\hardware\esp32\1.0.6\libraries\WiFiClientSecure\src/WiFiClientSecure.h:25,
from D:\Important\Documents\Damien\Bricolage\rs10\Solar_Router_V5_10_RMS\Solar_Router_V5_10_RMS.ino:37:
C:\Users\Damien\AppData\Local\Arduino15\packages\esp32\hardware\esp32\1.0.6\libraries\WiFi\src/WiFiSTA.h:56:13: note: candidate: uint8_t WiFiSTAClass::waitForConnectResult()
uint8_t waitForConnectResult();
^
C:\Users\Damien\AppData\Local\Arduino15\packages\esp32\hardware\esp32\1.0.6\libraries\WiFi\src/WiFiSTA.h:56:13: note: candidate expects 0 arguments, 1 provided
Je me demande si vous n’avez pas un problème avec la librairie dédiée aux ESP32. Essayez de la réinstaller.
Merci André, vous aviez raison. J’ai tout réinstaller et j’ai pu charger le programme. Je passe au PCB 🙂
Bonjour André
« Peut-on, sans trop modifier votre programme, ajouter une décimale à la température?
Surtout dans la partie « Action » et peut-être sur le graphique. »
Je modifie mon message précèdent: J’ai oublié de préciser que c’est la température de la sonde.
En effet la température du ballon (thermodynamique) varie entre 55.2° et 57.4°
Il n’y a pas assez de précision sans les dixièmes.
Merci pour votre travail
La température s’affiche au dixième de degré. C’est je suppose le seuil de déclenchement ou vous voulez un ordre au dixième de degré?
Oui André, c’est exactement ça, il n’y a que l’affichage qui est au dixième, pas la commande.
Il ne faut pas non plus que ce soit trop compliqué à modifier pour vous.
C’est noté pour la prochaine version.
Merci André d’être toujours à notre écoute.
Bonjour.
J’utilise le routeur en externe , je trouve qu’il est très compliqué de limité les oscillations.
Est ce du à mon routeur externe qui serait moins réactif ( 2s) ou simplement que je n’ai pas compris comment manipuler la boucle d’asservissement (j’ai bine évidemment fait des tests)?
Merci
Bonjour Paulo,
Essaie avec des valeurs faibles entre 5 et 10 pour moi c’était bien avec routeur externe; en direct j’ai mis 100 pour 1600W.
Cordialement
Avec 1600W, c’est pas 100, plutôt 5 à 10 comme vous le dite.
Bonjour
avez vous d’où peut venir cette erreur :
\Solar_Router_V5_10_RMS\bootloader.bin �tait inattendu.
Désolé, je ne vois pas
merci de ne pas tenir compte de cette question. le problème est résolu. Je ne sais pas d’où il venait mais ce n’est pas très grave
Je viens de trouver le problème. Il ne faut pas de « & » dans le path de votre projet. Dans votre cas, vous devez avoir un « & » dans le path avant « \Solar_Router_V5_10_RMS » qui pose problème.
Bonjour,
j’ai raccordé aujourd’hui le routeur au tableau. Je peux visualiser la page du Routeur 192.168.1.xx. Malheureusement, je dois avoir un problème car aucune courbe apparaît sur les graphes … je vais devoir chercher d’où vient le pb….
Vous utilisez quel capteur. Uxi, UxIx2, Linky ou Enphase?
je pense avoir trouvé le problème.
Inversion des fils Rx sur 27 et Tx sur 26 de l’ESP32., c’est ce que je lis sur le schéma, les traits des fils se croisent en 2 fois… en inversant les fils, j’arrive enfin à avoir des courbes qui apparaissent. A suivre…
Bonjour,
merci pour ce travail colossal!
Malgré les détails, je n’arrive pas à compiler, j’ai toujours un message :
Solar_Router_V5_10_RMS:2:10: fatal error: LEAmDNS.h: No such file or directory
#include
J’ai bien installé les librairies comme indiqué, mais en vain 🙁
Désolé, jamais vu cette erreur.
Bonjour Jalbo,
Ce message d’erreur est bizarre car il correspond a une librairie non pas d’un esp32 mais pour un ESP8266
Bonjour,
merci pour vos réponses, je n’arrive pas à trouver cette librairie.
Si je passe en commentaire la déclaration, j’ai d’autres messages similaires ( *.h manquants ) dans la fenêtre du compilateur.
J’ai pourtant bien installé les librairie citée par André. :/
bonjour
j eteins ma box la nuit , j ai la version ui*2 , je perds les données de conso journaliere et autre bien sur , d apres ce que j ai compris il a une horloge interne dans l esp , pourquoi il perds les info , une fois a ll heure il pourrait pas etre autonome ? plus trop besoin de la box
pour avoir l info ,j ai mi un minuteur jusqua minuit , jai mis en commentaire le watch dog , des fois ca marche des fois marche pas pour la conso journalière ,quand il se connecte le matin aussi il se trompe dd heure il commence a 01/01/1970 1heure 00
il y a t i l pas moyen de garder en memoire avec l horloge interne sans qu il voit les deconnection
merci
La gestion de l’horloge est faite par la bibliothèque de l’Esp32. Je n’ai pas le contrôle précis quand elle se resynchronise.
je vais essayer d’utiliser le rtc de l esp32 pour garder l heure en memoire et synchronise l heure quand je veux , bonne idée ? peut etre une bonne idée pour futur evolution aussi
Bonjour André,
Pour vos prochaines versions si c’est possible bien évidemment, serait il possible d’automatiser ou de pouvoir mettre une règle que l’on puisse paramétrer pour la boucle d’asservissement ?
Les oscillations sont en fonction de la charge mais celle ci varie en fonction de la puissance disponible => c’est ce que j’ai interprété depuis plusieurs jours.
Je suis passé sur la version metered
Cordialement
Baissez la réactivité, on peut pas faire quelque chose de trop compliqué à régler.
Bonjour André,
j’ai connecté la sonde de température à mon ancien système U x I , téléchargé la version V5.
Sur la page web , la température du chauffe-eau s’affiche mais il n’y a pas d’action sur le triac quelque soient les consignes de température que je programme dans le menu Actions. qu’en pensez-vous ?
Il faut utiliser la version V5.10_RMS
Bonjour et merci André,
mon routeur est fonctionnel depuis 24h… en version 4.04 avec mode UxIx2.
voici un petit mémento avec quelques notes, cela pourra éventuellement de futurs réalisateurs/utilisateurs.
https://www.transfernow.net/dl/20231113pQTXWecW/7oCFAACY
Merci
Bonjour André j’ai ce problème en televersens 14:49:56 [ERROR]: Error response from device
Failed uploading: uploading error: exit status 1 que faut il faire ? merci a toi
pour la nouvelle version Solar_Router_V5_10_RMS
No DFU capable USB device available
Failed uploading: uploading error: exit status 74 quand je suis en usb 🙂
jai changer de port usb maintenant ceci Failed uploading: uploading error: exit status 74
C’EST TOUT OK pas choisi le bon esp32 dev module mdr a + tard
Appuyer sur le bouton reset au début du téléchargement
Bonjour a tous,
Merci pour ce projet en tout cas.
Je suis parti de votre projet pour l’adapter à ma situation.
Pour la boucle d’asservissement je l’ai modifié en prenant le calcul réel de la puissance en fonction du temps que l’on fait conduire le triac réaction instantané et pas d’oscillation.
Il faudrait que je vous envoi mon calcul.
Il suffit juste de rentrer la puissance de la charge pour que cela s’applique bien.
Car l a conductivité du triac n’est pas linéaire mais un sin au carré.
Si vous voulez des informations écrivez moi par mail
Bonjour Ludovic
Serait il possible de diffuser cette modification?
Bonjour,
Intéressant. J’ai eu la même démarche, mais je n’ai finalement pas modifié la boucle d’asservissement (j’utilise la TIC). En effet, la valeur Pw est elle-même issue d’un asservissement sur le compteur en Wh. Les 2 asservissements ne collaient pas trop bien (j’avais essayé).
Ensuite, le calcul de la puissance en sinus² n’est pas vrai pour les fortes valeurs de retard, car la valeur de la résistance varie fortement en fonction de la température. J’ai cherché à estimer l’écart en comparant les courants pour des valeurs de retard différents; le résultat est surprenant car on retrouve presque une droite; comme si la courbe de résistance en fonction de la température, venait compenser la non-linéarité de la formule en sinus²
Voir le résultat graphique ici des mesures en courant:
https://www.zupimages.net/viewer.php?id=23/46/73iq.png
Et ci-dessous le résultat final en puissance pour une charge de 255W, en linéarisant la partie des retard > 30%:
https://www.zupimages.net/viewer.php?id=23/46/eoa7.png
Je me sers de cette valeur de puissance par 10ms pour estimer l’énergie totale routée vers le chauffe-eau. Ce qui me permet de programmer en HC un complément de chauffe quand je n’atteins pas un minimum. Les paramètres de puissance chauffe-eau et routage minimal sont passés en paramètre de la page action (modifiée). C’est un moyen de contourner l’usage d’une sonde sur le chauffe-eau (mais cela ne rempli pas vraiment la même fonction). Cela fonctionne plutôt bien je trouve.
Cordialement,
Bonjour
Une chose que je ne comprends pas,
Vous dites que nous payons l’énergie active (en rouge)
Alors que c est bien l’énergie apparente (en bleu) qui apparait sur le linky et qui apparait également sur la page d’accueil
(version U*I*2)
Merci
Vous payez les watt heures. Le courbe rouge multiplie par les heures. Ils sont affichés sur le Linky comme les VA qui sont importants pour Enedis car il faut les transporter. Regardez ma vidéo sur les explications des unités en photovoltaïque sur youtube.
sur le linky , il y a aussi le compteur de KwH ,celui qui sert pour la facture et pas les VA
bonjour,
j’accède au infos .localement par le wifi .tout est parfait
mais ,comment peut on consulter les informations, a distance par le web ??
merci
Il faut mettre une règle NAT dans votre box internet.