Home Assistant-Gestion piscine-2_Mesure de puissance électrique

Dans la série « gestion piscine », faisant suite au premier article sur la filtration, je vous propose de découvrir le dispositif de mesure de puissance électrique du coffret piscine.

Mon choix, pour des raisons de coût et de facilité d’intégration dans HA, s’est arrêté sur le module PZEM-004T 100A associé à un ESP8266, l’ensemble intégré via ESPHOME.

Il permet de surveiller la consommation électrique de la piscine (W), de comptabiliser l’énergie (kWh) et accessoirement de visualiser la tension du réseau (V), la fréquence (hz) et le facteur de puissance.

Rien de révolutionnaire dans cet article, si ce n’est de vous faire découvrir le module PZEM-004T qui permet de monitorer à moindre cout une installation électrique. Il existe en 10A (mesure directe) et 100A (avec TOR de Mesure). Ses principales caractéristiques sont:

Tension

  • Plage de mesure: 80 ~ 260 V
  • Résolution: 0,1 V
  • Précision de mesure: 0,5%

Facteur de puissance

  • Plage de mesure: 0,00 ~ 1,00
  • Résolution: 0,01
  • Précision de mesure: 1%

La fréquence

  • Plage de mesure: 45Hz ~ 65Hz
  • Résolution: 0,1 Hz
  • Précision de mesure: 0,5%

Intensité

  • Plage de mesure: 0 ~ 10A (PZEM-004T-10A); 0 à 100A (PZEM-004T-100A)
  • Courant de mesure de départ: 0,01A (PZEM-004T-10A); 0,02 A (PZEM-004T-100A)
  • Résolution: 0.001A
  • Précision de mesure: 0,5%

Puissance active

  • Plage de mesure:
    • 0 ~ 2,3 kW (PZEM-004T-10A);
    • 0 à 23 kW (PZEM-004T-100A)
  • Puissance de mesure de départ: 0,4 W
  • Résolution: 0,1 W
  • Format d’affichage: 
    • < 1000W, il affiche une décimale, telle que: 999.9W
    • ≥1000W, il n’affiche que des entiers, tels que: 1000W
  • Précision de mesure: 0,5%

Énergie active

  • Plage de mesure: 0 ~ 9999.99kWh
  • Résolution: 1Wh
  • Précision de mesure: 0,5%
  • Format d’affichage: 
    • > 10kWh, l’unité d’affichage est Wh (1kWh = 1000Wh), par exemple: 9999Wh
    • ≥10kWh, l’unité d’affichage est le kWh, par exemple: 9999.99kWh

La partie matériel

Le matériel nécessaire à la réalisation est réduit au minimum:

  • un module PZEM-004T 100A permettant de mesurer des courants de 0-100A sous une tension alternative de 80-260V.
  • un module esp8266 d1 ou équivalent.
  • une alimentation 220VCA-5VCC courant continu.
  • divers composants et accessoires

Je préfère intégrer mes composants sur un circuit imprimé, c’est plus propre et donc plus fiable. Je conçois mes schémas et mes circuit imprimés avec le logiciel Eagle et je les grave avec une CNC de ma fabrication.

Schéma électrique

La partie logicielle

La programmation de l’ESP est réalisée avec ESPHOME. Un composant PZEM-004 V1 est inclus dans la bibliothèque mais la nouvelle version des PZEM-004 V3 nécessite la version pzemac.

Je vous invite à parcourir mon article la programmation des ESP avec ESPHOME.

Vous trouverez ci-dessous le code de l’ESP, le Wifi est à adapter à votre configuration

esphome:
  name: esp123_pzem
  platform: ESP8266
  board: d1_mini

wifi:
  ssid: "xxxx"
  password: "xxxxxxxxx"

  # Enable fallback hotspot (captive portal) in case wifi connection fails
  ap:
    ssid: "Esp123-Pzem Fallback Hotspot"
    password: "xxxxxxxxxxxxxx"
  manual_ip:
    static_ip: 192.168.0.123
    gateway: 192.168.0.1
    subnet: 255.255.255.0
captive_portal:

# Enable logging
logger:

# Enable Home Assistant API
api:

ota:
  
web_server:
  port: 80

# Configuration UART
uart:
  rx_pin: GPIO3
  tx_pin: GPIO1
  baud_rate: 9600

sensor:
  - platform: pzemac
    current:
      name: "PZEM-pisci Intensité"
    voltage:
      name: "PZEM-pisci Tension"
    energy:
      name: "PZEM-pisci Energie"
      unit_of_measurement: "kWh"
      filters:
        - multiply: 0.001
    power:
      name: "PZEM-pisci Puissance"
    frequency:
      name: "PZEM-pisci Frequence"
    power_factor:
      name: "PZEM-pisci FactPuiss"
    update_interval: 30s
    
  - platform: uptime
    name: "ESP123 Uptime Sensor"
    id: esp123_uptime
    update_interval: 60s


switch:    
  - platform: restart
    name: "ESP123_Restart"

Une fois l’ESP programmé vous pourrez les afficher dans une carte.

Comme décrit dans l’article sur la filtration, je compare la valeur de la puissance instantanée pour déterminer si la pompe de filtration est en marche et comptabiliser les temps de marche.

Conclusion

Simple, peu onéreux, précis, facilement intégrable à HA, le module PZEM-004T remplit correctement son rôle.

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