U x I : Routeur Solaire pour gérer la surproduction photovoltaïque (DIY)

Modulaire — Flexible — Réactif
Version V3.04_UxI , remplacé par version V4.00_RMS

Pilotage depuis un SmartPhone ou un PC (navigateur Web)

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…

Un rapide calcul, pour un chauffe-eau de 200l, équipé d’une résistance chauffante de 2400W, 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 faut envoyer cette énergie au chauffe-eau. C’est une superbe batterie de stockage d’énergie. Mais, comme il est fréquent de n’avoir que quelques centaines de watts disponibles et non pas la puissance de 2400 w que demande la résistance du chauffe-eau en branchement classique, le routeur proposé ici ne fournit que cette puissance disponible.

Tableau des Versions

Différentes versions de routeur ont été décrites. La version 3.00_UxI remplace la version 2 devenue obsolète. Le hardware est inchangé, mais l’exploitation est plus simple et plus flexible.

VersionMesure courant / puissanceActionneursModulaireDomoticzMQTT / Home AssistantDescription
1Sonde Ampèremétrique
Monophasé
RelaisNonOuiNonRouteur Solaire. Mesure de Puissance avec un ESP32
2Sonde Ampèremétrique
Monophasé
Triac + RelaisNonOuiNonRéalisez un Routeur Solaire pour gérer la surproduction
3.04_UxISonde Ampèremétrique
Monophasé
Triac + RelaisOuiOuiOuiU x I : Routeur Solaire pour gérer la surproduction photovoltaïque
3.11_LinkyLinky
Monophasé ou triphasé
Triac + RelaisOuiOuiOuiRéalisez un Routeur Solaire avec un Linky
Voir à présent la version V4.00_RMS

Ce routeur propose deux types de contrôle de la puissance excédentaire :

  • à l’aide d’un Triac, agissant comme une vanne qui s’ouvre pour laisser passer la surproduction disponible en surveillant la puissance qui entre ou sort de la maison afin qu’elle soit nulle à l’aide d’une sonde de courant branchée derrière le compteur.
  • à l’aide de relais pour enclencher un moteur, une pompe

La régulation fine au Watt près, par Triac, ne fonctionne que pour les chauffe-eaux électriques ou les chauffages classiques dans lesquels se trouve une résistance électrique et un thermostat électro-mécanique pour contrôler la température. Les dispositifs à base d’électronique de contrôle doivent être alimentés en tout ou rien à l’aide de relais.

Schéma du routage de l’énergie excédentaire vers un Chauffe-Eau. Le routeur solaire agit comme une vanne ( le Triac) qui s’ouvre pour laisser passer la surproduction en surveillant la puissance active en entrée de la maison afin qu’elle soit nul.

Modularité

Système complet, Mesures et Actions, avec un seul ESP32

Le système se décompose en trois fonctions :
– la mesure de puissance au niveau du disjoncteur principal ou du Linky,
– le traitement à l’aide d’un microcontrôleur ESP32,
– les actionneurs avec un triac et des relais pour alimenter différentes charges.

Il peut s’éclater en différents modules pour s’adapter à des distances élevées entre le disjoncteur et les équipements à alimenter. De simples relais pilotables par Wifi peuvent également être contrôlés.

Système modulaire éclaté dans différents lieux de la maison.

Pour les détenteurs de serveurs de domotique comme Home Assistant ou Domoticz, les informations de puissance et d’état des actionneurs peuvent être envoyées pour y être traitées.

Matériels

Pour réaliser l’ensemble, il faut les matériels suivants:

Capteur du Courant

Transformateur de courant 100A/50mA

Pour mesurer le courant en 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. Ce courant est envoyé aux bornes d’une résistance et dont on mesure la tension générée.

Capteur de la tension

Transformateur 230V/6V (Aliexpress)

Pour mesurer la tension, on utilise un transformateur bobiné classique abaisseur de tension qui nous isole du secteur. Par exemple un 230v/6v. Il faut un modèle le plus petit possible, on ne prélève aucune puissance. Cela n’est plus très facile à trouver. Un transformateur, dit de sonnette, peut faire l’affaire.

Pour les détails de montage se référer à cet article.

Micro-Calculateur ou Microcontrôleur

ESP32 – Development Board

Pour effectuer les mesures de tension et les calculs, 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,
– une bonne capacité de calcul
– une liaison WIFI pour faire du reporting à distance sur une page web ou un système de domotique.

Gradateur – Triac

Gradateur avec détection de zéro

Pour ajuster le courant à injecter vers le chauffe-eau, 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 en 16A ou 24A et est disponible chez Aliexpress.
Attention, le refroidisseur d’origine du Triac 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/

Présentation du routeur photovoltaïque U x I

Raccordement à l’ESP32

Schéma électrique complet – ESP32 Development Board 2*19 pins

Mesure

La mesure des 2 valeurs représentant la tension et le courant prend environ 150uS. En pratique, on prévoit sur une période de 20ms (1/50Hz) de prélever 100 couples de valeurs, ce qui donnera une bonne description de la tension à priori sinusoidale et du courant souvent chahuté par les alimentations à découpage.

Formules de calcul des puissances

Pour bien caler dans le temps chaque mesure, on utilise le compteur des micro-secondes de l’ESP32.

Toutes les 40 ms, on effectue :
– la mesure des tensions et courants durant 20ms
– une moyenne sur les dernières mesures pour lisser et réduire le bruit de mesure
– le calcul du courant efficace Ieff
– le calcul de la tension efficace Ueff
– le calcul de la puissance apparente Pva en kVA
– le calcul de la puissance active Pw en kW
– le cosinus φ

Configuration modulaire

Si une grande distance sépare le disjoncteur général pour la mesure de puissance et les appareils à piloter, il est possible d’éclater la structure entre plusieurs modules ESP32 qui échangeront les données par le WIFI.

En premier, on implante un module de mesure près du disjoncteur principal. Le Triac ou des relais ne sont pas nécessaires a priori, mais on peut en mettre si besoin de commander quelque chose à côté.

ESP32 en charge de la mesure de puissance uniquement

Près des dispositifs à piloter, on implante un ou des modules ESP32 avec un Triac ou des relais si besoin. Ils iront chercher les informations de puissance à l’entrée de la maison auprès de l’ESP32 chargé de la mesure.

Le même logiciel est à implanter dans les différents ESP32. Ils seront configurés à la mise en route.

ESP32 actionneur. Triac et relais en option

Page Web

Le code installé sur l’ESP32 comprend un serveur Web qui permet d’afficher sur une page, les différentes mesures ainsi que les courbes de la tension et du courant durant une période de 20 ms. 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 tension efficace Ueff en Volts
  • le courant efficace Ieffen Ampère
  • la puissance apparente en VA, produit Ueff*Ieff
  • la puissance active Pw en Watt. C’est elle que vous payez. Pw>0 vous consommez sur le réseau. Pw<0 vous injectez sur le réseau
  • le cosinus(Phi), rapport entre la puissance active et la puissance apparente
  • l’énergie active soutirée depuis 0h en Wh
  • l’énergie active injectée depuis 0h en Wh

Un deuxième tableau, donne l’état courant des actionneurs. Ici, l’ouverture du Triac à 38% du temps. La régulation est en cours pour ajuster la puissance consommée/injectée de la maison autour de 0W. Un relais de chauffage est Off et une commande vers un relais externe de moteur de piscine est On.

Un premier graphe donne la puissance active en rouge et la puissance apparente en bleu-vert durant les 10 dernières minutes. Entre (0 et -1mn ) et (-4 et -10mn) on est en phase de régulation, la puissance active est proche de zéro. Entre -1 et -4mn on est en surproduction. 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 carrée. Voir la vidéo sur les unités électriques https://youtu.be/xHhURisycmA

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.

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. Dans le cas de mesures effectuées par un ESP distant, ce sont les données distantes représentées ici.

Un 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.

Page paramètres

Une page est dédiée principalement aux paramètres réseau.

L’adresse IP de l’ESP32 est définie par votre box internet (cocher la case DHCP) ou elle est fixée par vous-même.

Si pour obtenir les données de puissance, vous n’avez pas la sonde ampèremétrique et le transformateur 6V branchés sur cet ESP, mais un autre distant, cochez la case ESP UxI Externe et rentrez l’adresse IP de ce dernier.

Si vous souhaitez envoyer des données à Domoticz, mettez une période de répétition autre que 0 et remplissez les champs. Domoticz recevra la dernière puissance Active Pw (Soutirée – Injectée) connue.

Si vous souhaitez envoyer des données à Home Assistant via un broker MQTT, mettez une période de répétition autre 0 et remplissez les champs. MQTT recevra plusieurs topics precédés d’un prefix. Exemple :
– « UxI/pva » la puissance apparente en VA
– « UxI/pw » la puissance active en W signée
– « UxI/pws » la puissance active soutirée en W
– « UxI/pwi» la puissance active injectée en W
– « UxI/easj » l’energie active soutirée du jour en Wh
– « UxI/eaij » l’energie active injectée du jour en Wh

Et en option s’ils sont activés :

– « UxI/triac » l’ouverture du Triac entre 0 et 100%

– « UxI/action1 » état binaire 0 ou 1 de l’action1 ,action2 etc..

Extrait fichier mqtt.yaml avec un prefixe "UxI/"
- state_topic: "UxI/pva"
  name: "UxI PVA"
  unique_id: uxi_pva
  unit_of_measurement: VA
  device_class: apparent_power
- state_topic: "UxI/easj"
  name: "UxI E Soutirée "
  unique_id: uxi_easj
  unit_of_measurement: Wh
  state_class: total_increasing
  device_class: energy
- state_topic: "UxI/eaij"
  name: "UxI E Injectée "
  unique_id: uxi_eaij
  unit_of_measurement: Wh
  state_class: total_increasing
  device_class: energy
- state_topic: "UxI/pw"
  name: "UxI PW"
  unique_id: uxi_pw
  unit_of_measurement: W
  device_class: power
- state_topic: "UxI/pws"
  name: "UxI PW Soutirée"
  unique_id: uxi_pws
  unit_of_measurement: W
  device_class: power
- state_topic: "UxI/pwi"
  name: "UxI PW Injectée"
  unique_id: uxi_pwi
  unit_of_measurement: W
  device_class: power
- state_topic: "UxI/triac"
  name: "UxI Triac"
  unique_id: uxi_triac
  unit_of_measurement: '%'
- state_topic: "UxI/action1"
  name: "UxI Action1 Relais"
  unique_id: uxi_action1
Calibration

L’ESP en charge de la mesure de tension et du courant nécessite une calibration des valeurs mesurées pour s’adapter aux disparités des transformateurs, résistances etc. Commencer par la tension en mesurant votre tension secteur avec un voltmètre ou l’affichage du Linky et adapter le coefficient multiplicateur pour avoir la même valeur affichée sur la page d’Accueil. Un coefficient de 1000, correspond au schéma avec un transformateur de 6V. Baisser ce coefficient si la tension affichée est trop haute, montez-le si elle est trop basse.

Pour la calibration du courant, il est préférable de le faire lorsque la consommation de la maison est forte. On utilise la puissance apparente instantanée affichée en VA au niveau du Linky. On ajuste le coefficient pour avoir sur la page d’accueil des valeurs similaires à celle du Linky.

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.

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 :

  • Triac forcé à Off
  • Triac forcé à On (100%)
  • 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.
SonOff Mini R2

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.

En fin de configuration, ne pas oublier de sauvegarder.

Chaque fois que vous sauvegardez, une nouvelle action vierge est proposée. Pour enlever une action, videz les champs.

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.

Montage

Montage

Dans une boite d’électricien, on installe :

  • La carte ESP32 (Development Board 2*19 pins) chez Aliexpress ou plus rapidement une carte 2*16 broches ESP 32 Wroom chez uPesy.fr)
  • Une alimentation 230V – 5V 1A DC pour l’ESP32
  • Un transformateur basse tension 230V – 6V AC pour mesurer la tension (Aliexpress)
  • Un gradateur 16A ou 24A de RobotDyn suivant la puissance du chauffe-eau (Aliexpress)
  • Sonde de courant 100A/50ma (Aliexpress)
    • Résistances R1 et R2 : entre 470 et 820 Ω 1/4 ou 1/8W
    • R3 : 24 Ω 1/4W
    • R4 : 24000 Ω 1/4 ou 1/8 W (À ajuster suivant transformateur)
      • R5 : 4700 Ω 1/4 ou 1/8W (À ajuster suivant transformateur)
      • R6 et R7 : 4700 Ω 1/4 ou 1/8W
  • Condensateur C1 : 10μF ou plus en 12V ou plus
  • Condensateur C2 : 220μF à 470μF en 12V ou plus
  • 2 LEDS en face avant
  • Du fil de câblage et une plaque à trou pour le montage
  • Un fusible (option) pour protéger l’arrivée 230V
  • Un ou des relais (option) solides ou électromécanique pilotable 3.3V

Raccordé à cette boite, on a la sonde de courant à placer autour du fil de phase du secteur à mesurer. Relier le blindage à la masse (Gnd) pour éviter de capter du bruit électrique.

Longue distance

Pour ceux qui sont sur une grande habitation avec le disjoncteur ou les actionneurs 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.

La sortie antenne sur connecteur SMA permet d’y rajouter une rallonge coaxiale pour placer l’antenne dans un endroit dégagé.

Implantation

ESP32 avec antenne déportée et Triac. Refroidisseur remplacé permettant de piloter des charges de maximum 1500W.
Important refroidisseur avec une charge de 3000W

Code Source

L’ensemble du code est écrit en utilisant l’IDE Arduino. 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 (voir les explications 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 composé de 9 fichiers à installer dans le même dossier.

Il est disponible ici sous forme d’un .zip:

Dezipper l’ensemble et ouvrez dans l’IDE Arduino (version 2.xx) le fichier RouteurSolaire_V_3_04_UxI.ino.
Vérifiez que vous avez les bibliothèques installées sur votre IDE Arduino :
– RemoteDebug
– PubSubClient
Pour la compilation du fichier RouteurSolaire_V_3_04_UxI.ino, veuillez sélectionner la carte ESP32 Dev Module ainsi que le port de COM de Windows sur lequel est branchée la carte par le port série. Avec certaines cartes, si le téléversement du code dans l’ESP32 ne se fait pas, il faut presser sur le bouton reset au début de la tentative de téléversement.

Premier lancement du programme

Au premier lancement du programme dans l’ESP32, le logiciel ne connait pas le nom et le mot de passe de votre réseau Wifi. Il va créer son propre réseau Wifi et passer en mode point d’accès. Sur votre Smartphone ou PC portable, regardez la liste des WiFi disponibles. Connectez-vous à celui qui porte le nom UxI-ESP32….., 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 renvoyez une page vous demandant le nom du WiFi de votre habitation auquel se connecter à l’avenir et le mot de passe.

Regardez, le moniteur série de l’Arduino, vous trouverez l’adresse IP sur votre réseau Wifi qui a été attribuée automatiquement par la box (DHCP) qui gère le réseau. Appuyez sur Reset si besoin pour relancer le démarrage de l’ESP32 et sa connexion au réseau WIFI que vous lui avez indiqué. Rentrez cette adresse IP dans un navigateur Web connecté à votre réseau et vous serez connecté à l’ESP32. Il n’y a rien à modifier dans le code comme dans la version V2.

Au démarrage ou après un « Reset », les 2 LEDs clignotent simultanément lorsque l’ESP32 cherche à se connecter au réseau WIFI.

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.

IPAddress 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.

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.

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. De nombreux Tutos sur internet expliquent comment l’installer. Exemple: https://techexplorations.com/guides/esp32/begin/cp21xxx/

Sur certaines configurations, lors de la compilation, il y a une erreur de librairie inexistante :…..include <hwcrypto/sha.h>
Avec un editeur 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.

Remarque

Si vous regardez les premières lignes du programme, il y a 2 constantes :

#define HOSTNAME « UxI-ESP32-« 

#define CLE_Rom_Init 1234567892

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, la mémoire de stockage en ROM est virginisée, par la suite, elle contiendra 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, changé la constante. 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 envoyés par les Debug.print() ou Debug.println(…) .

Watchdog

Le fonctionnement de l’ESP32 est surveillé par un watchdog (chien de garde). Si l’ESP32 se bloque pendant 120s, l’ESP32 se reset. Si vous ne voulez pas être embêté par cela durant des essais, passez en commentaire // les lignes ou il y a esp_task_wdt…..
De même, un test sur la présence du Wifi est effectué. En l’absence de WIFI, au bout de 10mn, l’ESP32 se reset.

Diagramme fonctionnel

Ici, nous exploitons les capacités double cœur de l’ESP32.

Le « Cœur 0 » effectue le prélèvement des mesures de tension et courant pendant 20ms ainsi que le calcul des puissances. Il répète l’opération toutes les 40ms.

Le « Cœur 1 » gère les surproductions et communique par WIFI.

Le gradateur avec le signal Zero Crossing toute les 10ms, permet de synchroniser l’ensemble en activant une interruption sur l’ESP32. Un timer fourni une interruption interne toute les 100μs permettant de générer un retard de 0 à 10ms par pas de 100μs pour déclencher l’ouverture du triac à l’instant défini par le logiciel.

Exemple de routage et régulation à Zéro Watt

Dans cet exemple, l’ouverture du triac vers le chauffe-eau est d’environ 50% du temps (5ms). Le système se régule pour avoir une puissance échangée avec le réseau public autour de 0W . Sur une durée d’une demi sinusoïde de 10 ms, on a une première période où l’on injecte de l’énergie puis le Triac s’ouvre, on consomme de l’énergie sur le réseau. La somme des 100 mesures du produit U*I sur la période de 20 ms donne un résultat proche de zéro en Watt. Par contre, pour le calcul de la puissance apparente qui est le produit de la tension et du courant efficaces qui ne tient pas compte du signe (voir formules ci-dessus), on a une valeur importante en VA.

Votre fournisseur d’électricité vous facture en fonction des W ou Wh et non pas sur le VA (puissance apparente).

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

Articles sur le photovoltaïque

F1ATB André

Radio Amateur - Domotique - Photovoltaïque

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496 réponses

  1. attali bruno dit :

    bonjour André
    suite a des problèmes de wifi je modifie mes esp avec un lan8720
    serais il possible d avoir une version qui fonctionne de la même manière mais en utilisant le connecteur RJ45

  2. Gérard Bodineau dit :

    Bonjour André,
    En premier, un grand bravoet merci pour votre travail st surtout de la partager.
    J’ai remarqué que de temps en temps, j’ai une valeur de PW abérante dans le graphe de l »historique sur 10 mn. J’ai trouvé pourquoi.
    Le coeur 0 calcul PW dans la fonction ComputePower() pendanrt que le coeur 1 lit la valeur de PW en ligne 581 (je suis parti de la V3.00). cela explique que de temps en temps PW soit à 0 ou très faible ou au contraire 100 fois trop fort.
    J’ai rajouté un bool qui passe à true dans la fonction ComputePower() et qui vaut false en dehors , puis ces lignes juste avant la ligne 580
    while (PWInCalcul == true)
    delay(1);

    Après environ 15 mn, je n’ai pas vu ces valeurs farfelues revenir alors qu’avant, c’étrait presque systématique sur 10 mn.
    Votre avis ?

    • F1ATB André dit :

      Bien trouvé.
      Le bug a été corrigé en version 4 si j’ai bonne mémoire. J’ai utilisé une autre variable pour les calculs et une fois terminée, je l’affecte à la variable de puissance.
      Cdlt

  3. Gérard Bodineau dit :

    Bonjour à tous,
    Une chose qui me semble étrange : la variable tps à la première ligne de la fonction loop() ne devrait pas être unsigned long plutôt que long ?
    L’impact est l’affichage des c harges des coeurs dans la page « brute » qui passe négatif au bout de 24 jours

    • F1ATB André dit :

      Je ne comprends pas, chez moi, c’est une unsigned long en V5.10 et V6.00
      void loop() {
      //Estimation charge coeur
      unsigned long tps = millis();
      float deltaT = float(tps – previousLoop);

      • Gérard Bodineau dit :

        Au temps pour moi, les bugs ont été corrigés entre-temps. J’avais téléchargé la version 3 il y a longtemps et je n’avais pas vu que de nouvelles versions étaient sorties depuis.
        Merci quand même de votre réponse.

  4. Loïc dit :

    Bonjour André vraiment super ce que tu fais. Je veux changer le nom de mon wifi, de quelle manière je procède pour coupler mon esp32 qui fonctionne déjà depuis des mois sur un autre réseau wifi ? Est il possible de paramétrer 2 réseaux wifi en cas de défaillance de l’un d’entre eux ?

    • F1ATB André dit :

      Non il n’y a qu’un seul WIFI de programmer.
      Pour changer de SSID Wifi, 2 méthodes
      – vous coupez l’ancien Wifi et redémarrez l’ESP32 avec le nouveau Wifi. Ne trouvant pas l’ancien il va passer en mode AP au bout de quelques minutes.
      – vous changez un chiffre de la constante au début du programme ESP32 et l’ESP32 au redémarrage va tout effacer et repasser en mode AP comme lors d’une première installation.

      Cdlt

  5. Gerard BRIOLS dit :

    Bonjour
    Je suis équipé d’un chauffe eau de 200l 2300 watt qui était vendu en monophasé avec un thermostat électronique, étant équipé en triphasé j’ai installé un dispositif électronique qui permet d’alimenter mon CE en triphasé ,je me pose la question de savoir quelle configuration de cablage je peux effectuer en sortie du triac ? exist’il un triac triphasé ?
    Pouvez vous svp m’aider a eclaicir mon probleme ?

  6. Aveline dit :

    Bonjour,
    Merci pour votre travail et partage.
    Le wifi étant assez instable chez moi, est-il possible de se connecter uniquement en mode point d’accès pour avoir accès au données ?
    Mickael

  7. Fc89 dit :

    Bonjour,
    Excellent travail M. André!
    J’ai commencé la réalisation, avec un ESP32 WROOM, tout n’est pas fonctionnel car j’attends le transfo 6V.
    J’ai chargé le programme V7 et commencé à travailler sur les paramètres et les actions.
    Je possède déjà un système domotique avec Domoticz.
    J’ai un canal ouvert pour MQTT avec des sondes en ESP8266 qui fonctionnent et renseignent Domoticz.

    Je tente donc de faire communiquer le « Routeur-RMS » avec Domoticz et j’avoue que je ne sais comment renseigner correctement les paramètres.
    J’ai créer plusieurs devices pour essai dans domoticz « Temperature » et « Tension_M » , mais ils ne sont pas mis à jour.

    Comment bien configurer les paramètres pour que Domoticz soit renseigné?
    En SHH avec putty, je vois bien la trame qui est envoyé sur le cannal MQTT, mais domoticz ne l’a comprend pas.
    Quelqu’un peut il m’aider.
    Par avance merci.
    A+

    • F1ATB André dit :

      Je vous ai mis un exemple ici : https://f1atb.fr/fr/routeur-photovoltaique-affichage-et-parametrage/ au chapitre MQTT

      • Fc89 dit :

        J’ai regardé l’exemple, merci.

        Mes ESP8266 envoient cette trame sur le canal MQTT:
        domoticz {« idx »:746, »RSSI »:4, »nvalue »:0, »svalue »: »6.00″}
        domoticz {« idx »:387, »RSSI »:9, »nvalue »:0, »svalue »: »21.30;43.20;1″}

        Le préfixe « domoticz » est bien reconnu et les devices sont identifiés par leurs numéros « idx »:746 par exemple.

        La trame du RMS:
        domoticz/RMS_state {« Temperature »:21.25, »PuissanceS_M »:105, »PuissanceI_M »:0, »Tension_M »:19.9179554, »Intensite_M »:5.301980495, »PowerFactor_M »:1, »Energie_M_Soutiree »:78, »Energie_M_Injectee »:0, »EnergieJour_M_Soutiree »:77, »EnergieJour_M_Injectee »:0, »OuvertureTriac »:60, »Action_0″: »ON »}

        La trame n’est donc pas la même.

        Que faudrait il changer?
        A+

  8. Fc89 dit :

    La trame du RMS:
    domoticz/RMS_state {« Temperature »:21.25, »PuissanceS_M »:105, »PuissanceI_M »:0, »Tension_M »:19.9179554, »Intensite_M »:5.301980495, »PowerFactor_M »:1, »Energie_M_Soutiree »:78, »Energie_M_Injectee »:0, »EnergieJour_M_Soutiree »:77, »EnergieJour_M_Injectee »:0, »OuvertureTriac »:60, »Action_0″: »ON »}

    Est ce une trame pour HomeAssistant?
    Car si c’est le cas, alors je pense que c’est normal que domoticz ne comprend pas.

  9. Fc89 dit :

    Alors, il y a quelque chose que je ne sais pas faire, que je n’ai pas compris.

    A+

    • fc89 dit :

      Bonjour,

      J’y suis arrivé, tout fonctionne!
      Je possédais déjà dans domoticz un matériel MQTT Client Gateway with LAN interface pour mes sondes esp8266 avec espeasy.
      J’ai donc créer un 2ième matériel MQTT et Auto Discovery Client Gateway with LAN interface .
      Et là, c’est parfait!
      A+

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