Compteur d’energie hydraulique avec arduino :

Arduino mega : https://amzn.to/2Ukr4w6
sonde de temperature : https://amzn.to/2Qzi70W
capteur de debit : https://amzn.to/3bhgw7Z

Lien du zip avec tous les fichiers : Compteur_Calo_V110

Introduction :

 

Aujourd’hui dans cet article sur la domotique à 2 euros, on va voir comment fabriquer un compteur d’énergie de chauffage avec un Arduino.

 

Alors, on peut compter plusieurs types d’énergie différents. Par exemple, de l’énergie électrique mais ce n’est pas ce qu’on va voir aujourd’hui.

Ici, on va voir comment compter de l’énergie sur une installation de chauffage et comment fabriquer ce compteur.

 

Donc il y a un moment, j’avais mis au point un système de récupération de chaleur sur les eaux usées d’une douche. C’est à dire qu’on pouvait récupérer l’énergie évacuée au niveau des évacuations.

Pour calculer cette énergie récupérée, j’avais construit en mode « bricole/bidouille » un système qui permettait de compter l’énergie ; un système un peu bancal quand même.

 

Par la suite, Laurent m’a contacté, un abonné passionné de chauffage et de plomberie comme moi et qui programme également en C++.

Il a proposé d’apporter sa pierre à l’édifice en mettant au point un Shield (circuit imprimé) qui se monte sur un Arduino et qui permet d’en faire un compteur d’énergie.

 

Ainsi, avec les plans de son circuit imprimé, j’ai passé commande chez une boite chinoise qui s’appelle JLC PCB.

Ils m’ont envoyé un paquet de 10 circuits imprimés pour 5 $, frais de port inclus. La qualité de la fabrication est impressionnante, digne d’une qualité professionnelle.

 

J’ai maintenant reçu tous les composants électroniques qui se montent sur le circuit imprimé.

Ainsi aujourd’hui, on va voir comment fabriquer ce Shield et en faire un compteur d’énergie !

Cet article se base sur plusieurs Vidéos & Articles que j’ai déjà faites par le passé.

 

Comment est-ce que ça marche ?

 

Pour commencer, prenons le cas par exemple d’un radiateur, il reçoit de l’eau chaude, il dissipe sa chaleur et ensuite l’eau repart.

Maintenant pour calculer la puissance que l’eau a fourni au radiateur, il nous faut plusieurs informations.

 

On a besoin de connaître :

  1. La température d’arrivée d’eau (entrée).
  2. La température du retour (sortie).
  3. Le débit massique de l’eau (Kg/s)
  4. La chaleur massique (eau = 4186 J/Kg.°C)

Et quand on a ces 4 informations, on peut utiliser la formule : P=Qm×C×DeltaT

 

Mais vous l’aurez compris, ici on veut faire de la mesure d’énergie.

Donc il faut mesurer la puissance et la multiplier par un certain temps.

C’est pour ça que sur votre compteur électrique, on affiche votre énergie consommée en kilowattsheures ; une puissance multipliée par un temps.

 

Les personnes qui ont consulté cet article ont aussi regardé  Comment faire une table basse avec des matériaux de récupération?

Si jamais vous n’avez pas compris, ne vous inquiétez pas !

J’ai déjà fait une vidéo et un article sur le sujet qui explique dans le détail la formule pour calculer une puissance sur de l’eau P=Qm×C×DeltaT : Vidéo ici & Article ici.

 

Quelles sont les composants du Shield Compteur Calo ?

 

D’abord, on a des borniers qui va nous permettre de connecter les capteurs.

On a aussi une pile bouton qui va permettre de faire fonctionner le module RTC (real time clock).

Ce module RTC va cadencer et envoyer une impulsion de manière régulière et extrêmement précise pour en calculer un temps. J’en ai déjà fait une Vidéo ici & Article ici.

 

Après, on aura aussi une petite puce qui sera une EEPROM qui va être de la mémoire qui va permettre de stocker les informations.

 

Et puis le reste ce sera des petites diodes et des petites résistances qui permettront de faire fonctionner le montage.

Sans oublier qu’on aura aussi des petites barrettes male/femelle qui permettront de relier électriquement l’Arduino, le Shield Compteur Calo et le petit écran LCD.

 

Voici la liste des composant électronique du Shield Compteur Calo :

 

– 1 Support pile bouton (modèle : CR2032)

– 1 RAM I2C (modèle : PCF8570P)

– 1 LED (3V)

– 1 Résistance (1k)

– 2 Résistance (5K)

– 3 Diode (modèle : 1N4148)

– 3 Bornier à vis (3 pins)

 

Voilà, maintenant il ne reste plus qu’à souder les composants !

Ensuite, on testera les connexions des soudures au multimètre et faire bipper chaque piste pour voir si tout est bon.

 

Petit conseil : En général pour souder des composants, il faut commencer par les plus petit parce que lorsqu’on a de la place, c’est plus facile de les introduire.

 

À la fin, on posera la pile bouton et puis la RAM I2C dans leur support, et là on a notre Shield réalisé.

« SBAT » est un shunt (pont) qui servira à désactiver l’alimentation de la RAM au besoin.

 

De quoi d’autre se compose le compteur ?

 

Premièrement, on a un Arduino Mega qui se mettra en dessous du Shield Compteur Calo.

 

Après, on a avoir 3 capteurs qui vont se brancher sur les borniers :

– 2 Sondes de température (modèle : DS18B20)

– 1 Capteur de débit (modèle : YF-B1)

 

Pour illustrer, un capteur de débit ressemble à un manchon en laiton avec une petite hélice et un aimant à l’intérieur.

Une sonde de température ressemble à un embout qu’on vient introduire dans des doigts de gant.

Si vous voulez en savoir plus, j’avais déjà fait des vidéos et articles présentant ces capteurs.

Sonde de température : Vidéo ici & Article ici

Capteur de débit : Video ici & Article ici

 

Les personnes qui ont consulté cet article ont aussi regardé  la domotique à 2€ : commander un extracteur de VMC arduino DHT11 et relais

Ensuite, tous les capteurs seront donc branchés sur une installation de chauffage.

Le débitmètre étant en 15/21, il devra se mettre entre deux écrous libres pour pouvoir mesurer le débit d’eau qui circule dans la canalisation.

Pour les sondes, il va falloir mettre des tés avec des doigts de gant et puis mettre une sonde sur l’allée et une sonde sur le retour. On mesurera DeltaT, l’écart de température entre l’aller et le retour.

 

Enfin, au-dessus du Shield Compteur Calo, on va avoir un Shield LCD. Un écran qui va nous permettre d’avoir des informations, notamment la quantité d’énergie consommée et différents petits boutons pour accéder aux menus.

 

Une fois que tous les Shields sont assemblés les uns sur les autres, on va raccorder les 2 sondes de température (modèle : DS18B20) et le débitmètre (modèle : YF-B1) sur les borniers, sans oublier d’étamer le bout des conducteurs.

Chaque capteur sera raccordé en fonction de leurs indications sur le circuit imprimé (VCC, GND, SIG).

 

Comment fonctionne le programme ?

 

Maintenant qu’on a fini le montage des Shields, on peut programmer notre Arduino Mega et téléverser « COMPTEUR CALO Version 1.1.0 ».

Je précise également qu’il ne faut pas oublier d’ajouter toutes les bibliothèques nécessaires : Wire.h, DallasTemperature.h, etc… Sinon ça ne fonctionnera pas.

 

Sur l’écran, s’affiche la température de départ, de retour, le DeltaT (différence entre les 2 températures) et le débit. Grâce à ces données, il va nous calculer l’énergie consommée en kilowattsheures.

 

Dans les paramètres de notre programme Arduino, on a Coef YF-B1 en litres par d’impulsions.

Comme je vous l’ai déjà expliqué, dans le débitmètre on a une petite hélice avec un aimant dessus.

Ce qui se passe, c’est qu’on a un petit capteur dans le débitmètre qui détecte le nombre de fois où l’aimant passe devant lui.

 

Il peut s’avérer qu’il y ait un petit écart qu’il faudra compenser, le Coef YF-B1 est là pour ça.

En effet, en fonction du débit réel, il va falloir calibrer le capteur en fonction de votre installation. J’avais déjà une Vidéo ici & Article ici sur le sujet.

Par exemple, si notre Coef vaut 1 alors le programme va considérer qu’on a 1 litre qui circulent pour chaque impulsion.

Pour mon cas je vais mettre 0,7 litre par impulsion, ensuite je fais select et il enregistrera la valeur.

 

Les personnes qui ont consulté cet article ont aussi regardé  la domotique à 2€ : commander un ecran LCD en I2C sur arduino

Une fois qu’on a fini de faire nos tests, on va dans les paramètres pour faire une remise à zéro du compteur et là on peut voir qu’il se remet à compter l’énergie.

 

Maintenant, la dernière étape du projet est l’assemblage en réel.

C’est-à-dire, poser le capteur de débit et les sondes sur une canalisation de chauffage sur aller et l’autre sur le retour et puis faire de la mesure d’énergie sur de l’eau en réel.

Précisions concernant le Shield LCD, lors de mes premiers essais, les petits boutons de navigation sur l’écran ne fonctionnaient pas bien lorsque j’avais injecté le code. 

Ce qui se passe, c’est que lorsqu’on appuie sur un bouton, ça envoie une certaine valeur à l’Arduino. Le problème est que les Shield n’envoient pas tous la même valeur pour chaque bouton, du coup j’ai du changer de Shield LCD.

 

Voici les fichiers pour construire votre Shield Compteur Calo :

 

Ça correspond donc avec le schéma, la documentation et les fichiers Gerber pour pouvoir fabriquer vos propres PCB : Compteur_Calo_V110 ici.

 

Un grand merci à cet abonné, Laurent qui a fait ce montage !

Il aurait très bien pu faire son petit montage dans son coin et garder ses fichiers pour lui, au lieu de ça il m’a tout envoyé.

Aujourd’hui ça bénéficie à la communauté, mais si jamais vous aussi, vous avez d’autres montages dans le même genre, n’hésitez pas à entrer en contact avec moi par le Formulaire de contact ici.

Je commanderai les composants et je ferai un partage sur Ma chaine YouTube et un article pour que ça puisse aider d’autres abonnés. 

 

Et si vous êtes arrivé ici, c’est que vous avez adoré mon article.

Allez regarder ma Vidéo ici sur le compteur et Abonnez-vous à ma chaine YouTube ici pour plus de tutos !

N’hésitez pas à jeter un coup d’œil à mes Autres projets en vidéos ou à mes Articles.

Je vous souhaite bon courage pour vos projets et à bientôt !

 

Réécrit par Michel Bricole

Source : Vidéo de jeremy renove

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